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 |
Rahoitus
This work was funded by the Academy of Finland Centre of Excellence program (project Nos. 352925, and 336810) and grant Nos.\u00A0316619 and 349594 (THEPOW). We also acknowledge funding from the European Research Council under Advanced Grant No.\u00A0101053801 (ConceptQ). We thank Vasilii Vadimov, Jukka Pekola, and Bayan Karimi for scientific discourse.
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 johtaja), Satrya, C. (Projektin jäsen), Wang, L. (Projektin jäsen), Wu, L. (Projektin jäsen), Little, C. (Projektin jäsen), Serrati, E. (Projektin jäsen), Kuzmanovic, M. (Projektin jäsen), Monteiro, M. (Projektin jäsen), Ali, F. (Projektin jäsen), Marín Suárez, M. (Projektin jäsen), Zeng, W. (Projektin jäsen), McCord, J. (Projektin jäsen), Uusnäkki, T. (Projektin jäsen), Talarico, W. (Projektin jäsen), Petrovnin, K. (Projektin jäsen), Varjamo, S.-T. (Projektin jäsen), Rossi, M. (Projektin jäsen), Strelnikov, A. (Projektin jäsen), Stanisavljević, O. (Projektin jäsen), Mäkinen, I. (Projektin jäsen), Lvov, D. (Projektin jäsen), Crump, W. (Projektin jäsen), Zyuzin, A. (Projektin jäsen), Rajamäki, H. (Projektin jäsen), Chen, Z.-Y. (Projektin jäsen), Tian, R. (Projektin jäsen), Roussel, B. (Projektin jäsen), Subero Rengel, D. (Projektin jäsen), Ankerhold, E. (Projektin jäsen), Golubev, D. (Projektin jäsen), Chang, Y.-C. (Projektin jäsen), Björkman, I. (Projektin jäsen), Wang, C. (Projektin jäsen), Dogra, S. (Projektin jäsen), Alipour, S. (Projektin jäsen), Kumar, J. (Projektin jäsen), Santos Teixeira, W. (Projektin jäsen), Arias, J. C. (Projektin jäsen), Chowdhury, F. (Projektin jäsen), Keränen, A. (Projektin jäsen), Chang, Y.-H. (Projektin jäsen), Cattaneo, M. (Projektin jäsen), Magazzù, L. (Projektin jäsen), Brange, F. (Projektin jäsen), Bouzari, F. (Projektin jäsen), Upadhyay, R. (Projektin jäsen), Mukhanova, E. (Projektin jäsen), Hirano, S. (Projektin jäsen), Lilja, I. (Projektin jäsen), Yang, J. (Projektin jäsen), Raju, R. (Projektin jäsen) & Galván Paz, J. (Projektin jäsen)
01/01/2023 → …
Projekti: RCF Centre of Excellence
-
ERC ConceptQ: New superconducting quantum-electric device concept utilizing increased anharmonicity, simple structure, and insensitivity to charge and flux noise
Möttönen, M. (Vastuullinen johtaja), Suominen, H. (Projektin jäsen), Tuokkola, M. (Projektin jäsen), Vadimov, V. (Projektin jäsen), Mörstedt, T. (Projektin jäsen), Zarrabi, H. (Projektin jäsen), Duda, R. (Projektin jäsen), Ihamuotila, F. (Projektin jäsen), Sah, A. (Projektin jäsen), Sunada, Y. (Projektin jäsen), Singh, A. (Projektin jäsen), Forsbom, E. (Projektin jäsen), Suonsivu, A. (Projektin jäsen), Hertell, A. (Projektin jäsen), Rusanen, T. (Projektin jäsen) & Singh, P. (Projektin jäsen)
01/11/2022 → 31/10/2027
Projekti: EU Horizon Europe ERC
-
THEPOW/Möttönen: Empowering quantum nanoelectronic devices using thermal energy
Möttönen, M. (Vastuullinen johtaja), Forsbom, E. (Projektin jäsen), Viitanen, A. (Projektin jäsen), Kivijärvi, H. (Projektin jäsen), Uusnäkki, T. (Projektin jäsen), Rasola, M. (Projektin jäsen), de Carvalho, A. (Projektin jäsen), Tuokkola, M. (Projektin jäsen) & Leinonen, E. (Projektin jäsen)
01/09/2022 → 31/08/2026
Projekti: RCF Academy Project