Finite-time optimization of a quantum Szilard heat engine

量子 热机 计算机科学 物理 核工程 热力学 工程类 量子力学
作者
Tan-Ji Zhou,Yuhan Ma,C. P. Sun
出处
期刊:Physical review research [American Physical Society]
卷期号:6 (4)
标识
DOI:10.1103/physrevresearch.6.043001
摘要

We propose a finite-time quantum Szilard engine (QSE) with a spin-1/2 quantum particle as the working substance (WS) to accelerate the operation of information engines. We introduce a Maxwell's demon (MD) to probe the spin state within a finite measurement time tM to capture the which-way information of the particle, quantified by the mutual information I(tM) between WS and MD. We establish that the efficiency η of QSE is bounded by η1(1ηC)ln2/I(tM), where I(tM)/ln2 characterizes the ideality of quantum measurement, and approaches 1 for the Carnot efficiency reached under ideal measurement in quasistatic regime. We find that the output power of QSE scales as POtM3 in the short-time regime and as POtM1 in the long-time regime. Additionally, considering the energy cost for erasing the MD's memory required by Landauer's principle, there exists a threshold time that guarantees QSE to output positive work. Published by the American Physical Society 2024
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
btyyl完成签到,获得积分10
1秒前
duan完成签到 ,获得积分10
2秒前
俗签完成签到,获得积分10
2秒前
MLJ完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
荔枝吖完成签到,获得积分10
5秒前
谢谢谢谢谢谢谢谢完成签到 ,获得积分10
12秒前
深情安青应助whqpeter采纳,获得10
13秒前
柔弱的便当完成签到 ,获得积分10
15秒前
CodeCraft应助隐形紫霜采纳,获得10
16秒前
打打应助阿木采纳,获得30
19秒前
gcl完成签到,获得积分10
19秒前
22秒前
22秒前
辛勤金连完成签到,获得积分10
23秒前
wp4455777完成签到,获得积分10
23秒前
自然的新烟完成签到,获得积分10
23秒前
郭郭完成签到,获得积分10
23秒前
认真丹亦完成签到 ,获得积分10
26秒前
孤独君浩发布了新的文献求助10
26秒前
futianyu完成签到 ,获得积分0
28秒前
小鸡毛发布了新的文献求助10
29秒前
Simpson完成签到 ,获得积分0
29秒前
糊涂的丹南完成签到 ,获得积分10
30秒前
鲤鱼完成签到,获得积分10
32秒前
speedness完成签到,获得积分10
32秒前
rfgfg完成签到 ,获得积分10
36秒前
海棠完成签到 ,获得积分10
39秒前
wxn完成签到 ,获得积分10
39秒前
大宝剑3号完成签到 ,获得积分10
40秒前
40秒前
44秒前
44秒前
两块应助啊九lili采纳,获得10
44秒前
薄荷小新完成签到 ,获得积分0
46秒前
伶俐紫发布了新的文献求助10
46秒前
是阮软不是懒懒完成签到 ,获得积分10
47秒前
杰2580发布了新的文献求助10
49秒前
李木禾完成签到 ,获得积分10
49秒前
大气夜山完成签到 ,获得积分10
49秒前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5212499
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4388659
关于积分的说明 13664251
捐赠科研通 4249165
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2331448
邀请新用户注册赠送积分活动 1329148
关于科研通互助平台的介绍 1282561