Projekteja vuodessa
Abstrakti
We propose a recipe for demonstrating an autonomous quantum heat engine where the working fluid consists of a harmonic oscillator, the frequency of which is tuned by a driving mode. The working fluid is coupled two heat reservoirs each exhibiting a peaked power spectrum, a hot reservoir peaked at a higher frequency than the cold reservoir. Provided that the driving mode is initialized in a coherent state with a high enough amplitude and the parameters of the utilized optomechanical Hamiltonian and the reservoirs are appropriate, the driving mode induces an approximate Otto cycle for the working fluid and consequently its oscillation amplitude begins to increase in time. We build both an analytical and a non-Markovian quasiclassical model for this quantum heat engine and show that reasonably powerful coherent fields can be generated as the output of the quantum heat engine. This general theoretical proposal heralds the in-depth studies of quantum heat engines in the non-Markovian regime. Further, it paves the way for specific physical realizations, such as those in optomechanical systems, and for the subsequent experimental realization of an autonomous quantum heat engine.
Alkuperäiskieli | Englanti |
---|---|
Artikkeli | 9448 |
Sivut | 1-15 |
Sivumäärä | 15 |
Julkaisu | Scientific Reports |
Vuosikerta | 14 |
Numero | 1 |
DOI - pysyväislinkit | |
Tila | Julkaistu - 24 huhtik. 2024 |
OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Autonomous quantum heat engine based on non-Markovian dynamics of an optomechanical Hamiltonian'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Projektit
- 3 Aktiivinen
-
QTF: Finnish Centre of Excellence in Quantum Technology
Pekola, J. (Vastuullinen tutkija), Subero Rengel, D. (Projektin jäsen), Ankerhold, E. (Projektin jäsen), Satrya, C. (Projektin jäsen), Mäkinen, I. (Projektin jäsen), Marín Suárez, M. (Projektin jäsen), Upadhyay, R. (Projektin jäsen) & Chen, Z.-Y. (Projektin jäsen)
01/01/2023 → 31/12/2025
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
ERC ConceptQ: New superconducting quantum-electric device concept utilizing increased anharmonicity, simple structure, and insensitivity to charge and flux noise
Möttönen, M. (Vastuullinen tutkija), Duda, R. (Projektin jäsen), Vadimov, V. (Projektin jäsen), Mörstedt, T. (Projektin jäsen), Suominen, H. (Projektin jäsen), Zarrabi, H. (Projektin jäsen), Sunada, Y. (Projektin jäsen) & Tuokkola, M. (Projektin jäsen)
28/10/2022 → 31/10/2027
Projekti: EU: ERC grants
-
THEPOW/Möttönen: Empowering quantum nanoelectronic devices using thermal energy
Möttönen, M. (Vastuullinen tutkija), Viitanen, A. (Projektin jäsen), Rasola, M. (Projektin jäsen), Tuokkola, M. (Projektin jäsen), Uusnäkki, T. (Projektin jäsen) & Kivijärvi, H. (Projektin jäsen)
01/09/2022 → 31/08/2026
Projekti: Academy of Finland: Other research funding