Raman 耦合双量子比特量子热机器的运行模式

我们研究由两个通过 Raman 诱导交换相互作用耦合的量子比特组成的量子热机器，受制于非均匀的能级频率。该系统在卡诺、奥特和斯蒂林热力学循环中进行分析，包括带和不带再生的斯蒂林循环。我们识别了该装置作为热机、制冷机、热加速器或加热器运行的条件。在参数空间中绘制了效率图和运行模式图，揭示了由频率比 $r=\bar{\omega}/\omega$、耦合强度 $g$ 以及浴间热力学梯度所支配的清晰边界。卡诺循环在发动机和制冷机区间之间呈现尖锐的相位转换，而奥特循环显示出更丰富的结构，包含所有运行模式的共存。斯蒂林循环表现出增强的灵活性和性能，特别是在配合再生器时，可实现接近理想的效率。总体而言，Raman 类型相互作用引入了可控的左右不对称性，使通过频率调谐对热力学行为进行非平凡操控成为可能。