非马尔可夫效应对量子奥托热机的作用：系统-库相互作用的角色
量子物理
2021-05-05 v2 统计力学
摘要
我们研究量子奥托热机的极限环，其每个循环由两次有限时间量子等容（加热或冷却）过程和两次量子绝热提取功过程组成。考虑以两能级系统作为工作物质，其与由两个无限多玻色子构成的两个热库弱相互作用，我们探究非马尔可夫效应（量子等容过程（QIPs）中约化动力学的短时间行为）在循环无限重复后对功提取的影响。我们聚焦于能量可于短时间 regime 内从热库返回系统的参数区域，称之为能量回流，以展示部分量子力学可逆性。作为与宏观热力学完全不同的情形，我们通过全计数统计（对应于两点测量）评估 QIPs 期间热库的平均能量变化，发现相互作用能量为有限且负值。该特征使我们得出以下发现：（1）卡诺定理与包含相互作用能量的功定义一致，尽管常用的排除相互作用的功定义会导致与热力学定律的严重冲突；（2）能量回流可增加功提取。我们的发现表明，在设计有限时间内运行的量子奥托热机时，即便系统-库相互作用微弱，也需注意相互作用能量，这就要求我们纳入非马尔可夫效应。
引用
@article{arxiv.2006.13586,
title = {Non-Markovian effect on quantum Otto engine: -Role of system--reservoir interaction-},
author = {Yuji Shirai and Kazunari Hashimoto and Ryuta Tezuka and Chikako Uchiyama and Naomichi Hatano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.13586},
year = {2021}
}
备注
13pages, 7 figures