양자 나노 기계의 정밀도 열역학

변동성은 나노스케일 열 기계의 역학 및 기능성에 강하게 영향을 미친다. 최근의 확률론적 열역학 발전은 많은 비평형 시스템에서의 변동성이 소위 열역학적 불확실성 관계를 통해 엔트로피 생산 속도에 의해 제한됨을 보여주었다. 이러한 관계는 엔진의 전력 출력을 신뢰성 있게 또는 정밀하게 증가시키는 것이 더 큰 열역학적 비용을 수반함을 의미한다. 본 연구에서는 양자 범위의 작은 열 기계의 정밀도 열역학을 연구한다. 특히 정량화된 하중에 작업을 수행하는 여러 개의 소수-큐빗 엔진(자율적 및 주기적)의 전력, 전력 변동 및 엔트로피 생산 속도 사이의 정확한 관계를 도출한다. 상황에 따라 양자 일관성이 전력 변동과 관련하여 도움이 될 수도 있고 방해가 될 수도 있음을 발견한다. 우리는 양자 나노 기계에서 이러한 변동을 줄이기 위한 설계 원칙을 논의하고 주어진 엔트로피 생산에 대해 보다 신뢰할 수 있는 자율적 삼-큐빗 엔진을 제안한다.