通过绝热捷径高效放大量子热机

以单粒子作为工质的量子热机的有限时间运行通常会提高输出功率，但代价是诱发摩擦从而降低循环效率。我们提出利用多粒子工质并结合绝热捷径来放大量子热机，通过消除量子摩擦和缩短循环时间来提升非绝热性能。为此，我们首先分析了在时变谐波势中受限量子流体实现的量子奥托循环的有限时间热力学。我们表明，利用多种绝热捷径，非绝热效应可以被控制和调节以匹配绝热性能。结果，放大后的多粒子量子热机的非绝热动力学不表现任何摩擦，且循环可在最大效率下运行，同时输出功率可调。我们使用由具有反平方两两相互作用的粒子组成的工质演示了我们的结果，其中包括非相互作用和硬核玻色子作为极限情况。