Abstrakti
We investigate the experimental setup proposed in New J. Phys. 15, 115006 (2013)NJOPFM1367-263010.1088/1367-2630/15/11/115006 for calorimetric measurements of thermodynamic indicators in an open quantum system. As a theoretical model we consider a periodically driven qubit coupled with a large yet finite electron reservoir, the calorimeter. The calorimeter is initially at equilibrium with an infinite phonon bath. As time elapses, the temperature of the calorimeter varies in consequence of energy exchanges with the qubit and the phonon bath. We show how under weak-coupling assumptions, the evolution of the qubit-calorimeter system can be described by a generalized quantum jump process including as dynamical variable the temperature of the calorimeter. We study the jump process by numeric and analytic methods. Asymptotically with the duration of the drive, the qubit-calorimeter attains a steady state. In this same limit, we use multiscale perturbation theory to derive a Fokker-Planck equation governing the calorimeter temperature distribution. We inquire the properties of the temperature probability distribution close and at the steady state. In particular, we predict the behavior of measurable statistical indicators versus the qubit-calorimeter coupling constant.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Artikkeli | 052107 |
| Sivut | 1-15 |
| Julkaisu | Physical Review A |
| Vuosikerta | 97 |
| Numero | 5 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - 8 toukok. 2018 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
We warmly thank Bayan Karimi for discussions and help with the graphics. We also gratefully acknowledge discussions with Lara Ulčakar, Antti Kupiainen, and Dmitry Golubev. The work of B.D. is supported by DOMAST. B.D. and P.M.-G. also acknowledge support by the Centre of Excellence in Analysis and Dynamics of the Academy of Finland Grant No. 271983. The work of J.P.P. is funded through Academy of Finland Grant No. 312057 and from the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under the European Research Council (ERC) programme (Grant No. 742559). APPENDIX A:
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Model for calorimetric measurements in an open quantum system'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Projektit
- 2 Päättynyt
-
QTF: Kvanttiteknologian huippuyksikkö
Pekola, J. (Vastuullinen johtaja), Golubev, D. (Projektin jäsen), Blanchet, F. (Projektin jäsen), Maillet, O. (Projektin jäsen), Mannila, E. (Projektin jäsen) & Marín Suárez, M. (Projektin jäsen)
01/01/2018 → 31/12/2020
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
SQH: Superconducting quantum heat engines and refrigerators
Pekola, J. (Vastuullinen johtaja), Subero Rengel, D. (Projektin jäsen), Chiang, K.-H. (Projektin jäsen), Gubaydullin, A. (Projektin jäsen), Chang, Y.-C. (Projektin jäsen), Singh, S. (Projektin jäsen), Thomas, G. (Projektin jäsen), Upadhyay, R. (Projektin jäsen), von Scarpatetti, C. (Projektin jäsen), Serrati, E. (Projektin jäsen), Blanchet, F. (Projektin jäsen), Praks, E. (Projektin jäsen), Peltonen, J. (Projektin jäsen), Strelnikov, A. (Projektin jäsen), Chen, Z.-Y. (Projektin jäsen), Senior, J. (Projektin jäsen), Mannila, E. (Projektin jäsen), Lvov, D. (Projektin jäsen), Marín Suárez, M. (Projektin jäsen), Satrya, C. (Projektin jäsen), Lemziakov, S. (Projektin jäsen), Mäkinen, I. (Projektin jäsen), Dumas, H. (Projektin jäsen), Wang, L. (Projektin jäsen) & Karimi, B. (Projektin jäsen)
27/09/2017 → 30/09/2023
Projekti: EU: ERC grants
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver