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缓慢驱动量子热机中的热力学不确定性关系

量子物理 2024-01-22 v5 统计力学

摘要

热力学不确定性关系表达了精度(定义为一般流体的噪声信号比)与相关熵产生量之间的权衡。这些结果对在稳态下运行的自主热机具有深远影响,根据功率输出及其涨落对其效率施加了上限。在本文中,我们分析了一类不同的热机,即那些在周期性缓慢驱动状态下运行的热机。我们证明存在一个替代性的热力学不确定性关系,其限制性弱于稳态热机的关系:它允许产生有限功率且功率涨落较小的热机在接近卡诺效率的状态下运行。该界限进一步包含了量子涨落的影响,量子涨落会相对于平均功率和可靠性降低热机效率。最后,我们在实验相关的单离子热机模型中阐释了我们的发现。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.07316,
  title  = {Thermodynamic uncertainty relation in slowly driven quantum heat engines},
  author = {Harry J. D. Miller and M. Hamed Mohammady and Martí Perarnau-Llobet and Giacomo Guarnieri},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.07316},
  year   = {2024}
}

备注

11 pages, 2 figures. Updated to published version with additional mathematical background in the supplementary material. Some additional results from a previous draft have now been incorporated into another article, see arXiv:2011.11589