Quantum coherence-control of thermal energy transport: the V model as a case study
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Whether genuine quantum effects, particularly quantum coherences, can offer an advantage to quantum devices is a topic of much interest. Here, we study a minimal model, the three-level V system coupled to two heat baths, and investigate the role of quantum coherences in heat transport in both the transient regime and in the nonequilibrium steady-state. In our model, energy is exchanged between the baths through two parallel pathways, which can be made distinct through the nondegeneracy of excited levels (energy splitting Δ) and a control parameter α , which adjusts the strength of one of the arms. Using a nonsecular quantum master equation of Redfield form, we succeed in deriving closed-form expressions for the quantum coherences and the heat current in the steady state limit for closely degenerate excited levels. By including three ingredients in our analysis: nonequilibrium baths, nondegeneracy of levels, and asymmetry of pathways, we show that quantum coherences are generated and sustained in the V model in the steady-state limit if three conditions, conjoining thermal and coherent effects are simultaneously met: (i) the two baths are held at different temperatures. (ii) Bath-induced pathways do not interfere destructively. (iii) Thermal rates do not mingle with the control parameter α to destroy interference through an effective local equilibrium condition. Particularly, we find that coherences are maximized when the heat current is suppressed. Although we mainly focus on analytical results in the steady state limit, numerical simulations reveal that the transient behavior of coherences contrasts the steady-state limit: large long-lived transient coherences vanish at steady state, while weak short-lived transient coherences survive, suggesting that different mechanisms are at play in these two regimes. Enhancing either the lifetime of transient coherences or their magnitude at steady state thus requires the control and optimization of different physical parameters.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».