Recientemente, ha habido un particular interés en extender los conceptos termodinámicos, particularmente el de máquina térmica, al régimen cuántico para entender mejor el intercambio de propiedades físicas como la energía y la información entre un sistema y su entorno. En la presente tesis, se presenta el marco teórico necesario para desarrollar el concepto de una máquina térmica cuántica desde una perspectiva exclusivamente cuántica. Con estas herramientas, se propone un sistema de dos qubits preparado en un estado separable o en un estado correlacionado, el cuál va a estar sujeto a un ciclo termodinámico al verse inmerso en un entorno mientras se controla su gap de energía Δ externamente. Se evalúa el desempeño del sistema en ambas configuraciones en los regímenes ultra-débil y débil, a partir de un proponer un ciclo endorreversible y la evolución del sistema dictaminada por la ecuación maestra de Lindblad, respectivamente. Los resultados muestran que la eficiencia η exhibe un comportamiento similar en ambos regímenes, indicando una posible optimización mediante correlaciones. Sin embargo, la potencia P muestra comportamientos diferentes en los dos regímenes, lo cuál es atribuido al protocolo particular aplicado en el régimen débil. A pesar de esta diferencia, los resultados sugieren que las correlaciones ofrecen oportunidades para mejorar la eficiencia y la potencia en máquinas térmicas cuánticas.
Universidad de los Andes | Vigilada Mineducación
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