周期性刷新的量子热机
量子物理
2022-09-14 v3 介观与纳米尺度物理
统计力学
摘要
我们引入了一类独特的循环量子热机（QTM），它们可以在循环持续时间 的有限值处最大化其性能，而该点正是其不可逆性最强之处。这些 QTM 基于由所谓的周期性刷新热浴（PReB）过程的非平衡稳态（NESS）实现的单冲程热力学循环。我们发现，这类 QTM 可以在标准的碰撞 QTM（考虑与单点环境的重复相互作用）和自主 QTM（通过同时耦合到多个宏观热浴运行）之间进行插值。我们讨论了此类过程的物理实现，并证明其实现需要有限数量的热浴副本。有趣的是，通过在作为 的函数的最不可逆点运行来最大化性能，其代价是增加了实现这种机制的复杂性，后者通过所需热浴副本数量的增加来量化。我们通过一个简单的例子证明了这一物理现象。我们还为高斯系统引入了一种基于离散时间李雅普诺夫方程的 PReB 过程的优雅描述。此外，我们的分析还揭示了与芝诺效应和反芝诺效应的有趣联系。
引用
@article{arxiv.2202.05264,
title = {Periodically refreshed quantum thermal machines},
author = {Archak Purkayastha and Giacomo Guarnieri and Steve Campbell and Javier Prior and John Goold},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.05264},
year = {2022}
}