量子ナノマシンにおける精度の熱力学

変動はナノスケールの熱機械の動力学と機能に強く影響します。確率熱力学の最近の進展により、多くの非平衡系における変動は、いわゆる熱力学的不確実性関係に従ってエントロピー生成率によって制約されることが示されました。これらの関係は、エンジンの出力の信頼性や精度を高めることが、より大きな熱力学的コストを伴うことを示しています。ここでは、量子領域における小型熱機械の精度の熱力学を研究します。特に、量子化された負荷で作業を行ういくつかの少数キュービットエンジンモデル（自律型および周期型）の間で、出力、出力の変動、およびエントロピー生成率との間の正確な関係を導出します。文脈に応じて、量子コヒーレンスは出力の変動に関して役立つこともあれば、妨げることもあることがわかります。量子ナノマシンにおけるこのような変動を減少させるための設計原則について議論し、特定のエントロピー生成に対して出力が、任意の古典的マルコフモデルによって許可されるよりも信頼性の高い自律的な3キュービットエンジンを提案します。