量子点信息引擎的快速最优功提取
量子物理
2025-09-24 v4 介观与纳米尺度物理
统计力学
摘要
热能转化为功的转换通常在慢驱动 regime 下效率更高，此时功率输出微乎其微。在纳米尺度上高效提取功仍然是一个悬而未决的挑战，因为涨落起着重要作用。在本信中，我们使用量子点 Szilard 引擎，在两个数量级的驱动速度范围内以最大效率从热涨落中提取功。我们设计并实现了一系列从慢驱动到快驱动的优化协议，并测量了每种情况下的引擎效率以及功率输出的均值和方差。这些优化协议在功率和效率方面相较于朴素方法表现出显著提升。我们的结果还表明，在优化效率时，提高 Szilard 引擎的功率输出不可避免地会以增加功率涨落为代价。
引用
@article{arxiv.2412.06916,
title = {Rapid optimal work extraction from a quantum-dot information engine},
author = {Kushagra Aggarwal and Alberto Rolandi and Yikai Yang and Joseph Hickie and Daniel Jirovec and Andrea Ballabio and Daniel Chrastina and Giovanni Isella and Mark T. Mitchison and Martí Perarnau-Llobet and Natalia Ares},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.06916},
year = {2025}
}
备注
main text: 5 pages, 2 figures, appendix: 3 pages, 2 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2410.18903