嵌入自旋星环境的量子制冷机：温度与制冷时间的标度

我们研究了一种量子吸收式制冷机，它由三个量子比特组成，每个量子比特与一个独立的自旋星环境相连。该制冷机表现出瞬态冷却特性，即在足够小的时间尺度内降低第一个量子比特的温度。由于自旋星环境本质上是非马尔可夫的，因此无法实现稳态冷却。我们模型的一个关键优势在于，哈密顿量的对称性使得我们能够求解制冷机量子比特的约化密度矩阵，即使存在大量环境自旋也是如此。我们推导了自主制冷的条件，并分析了最佳冷量子比特温度随热浴量子比特数量的标度关系。我们发现其向常数渐近值呈幂律标度。我们还发现了冷却所需最短时间作为热浴自旋数量的函数的标度关系。此外，我们详细审查了与三个量子比特各自相关的热流。