自主量子热机中的最大稳态纠缠

我们设计了一台由三个成对相互作用的量子比特组成的自主量子热机，其中两个量子比特分别与热库局部耦合。该热机自主运行，无需时间相干控制、外部驱动或量子库工程，而是由化学势偏置驱动。在理想条件下，我们证明这个非平衡系统可以确定性地在两个量子比特之间生成最大纠缠稳态，或任何所需的纯两量子比特纠缠态，该态作为系统的暗态出现。我们研究了纠缠产生对若干相关参数的鲁棒性，在远离理想运行区域的情况下获得了近乎最大纠缠的态。此外，我们证明该热机架构可以推广到具有 $2n-1$ 个量子比特的配置，其中仅需势偏置和两体相互作用就足以生成形式为 $n$ 个量子比特的 W 态的真正的多体最大纠缠稳态。