拉曼耦合双量子比特热机的运行模式

该研究团队探究了一种由两个量子比特构成的量子热机,该系统通过拉曼诱导交换相互作用耦合,并由非均匀跃迁频率驱动。研究人员基于卡诺循环、奥托循环以及带再生器/不带再生器的斯特林循环等热力学循环对该系统进行了分析,明确了其作为热机、制冷机、热加速器或加热器的工作条件。效率图谱和运行模式图揭示了由频率比r=ω̄/ω、耦合强度g以及热库间温度梯度决定的参数空间明确边界。其中卡诺循环在发动机与制冷机模式间呈现急剧转变,奥托循环则展现出所有运行模式共存的复杂结构。斯特林循环(尤其是再生器辅助版本)表现出更强的多功能性与性能,可实现接近理想效率。研究表明,拉曼型相互作用引入的可控左右不对称性,能通过频率调谐实现对热力学行为的精妙调控。
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提交arXiv: 2026-01-06 16:09

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