Effects of quantum confinement and coherence infinite-time quantum szilard engine
Sonlu zaman kuantum szilard ısı makinesinde kuantumsınırlama ve eşevreliliğin etkisi
- Tez No: 972458
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALHUN AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Szilard ısı makinesi, termodinamik ve bilgi teorisi arasında bağlantı kuran ünlü bir düşünce deneyidir. Aygıtların küçültülmesi ve bilgi teknolojilerindeki ilerlemelerle birlikte, kuantum mekaniğinin ve kuantum bilgi kuramının Szilard ısı makinesi üzerindeki etkilerini incelemek büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma, zamana bağlı Markovian LGKS master denklemi tarafından yönetilen, ölçek değişmez şekil dönüşümleri altında çalışan kuantum Szilard ısı makinesinin sonlu-zamanlı dinamiklerini araştırmaktadır. Bu çalışmada, sistemin ebatlarını değiştirmeden sadece şeklini değiştirerek, termodinamik çevrim sırasında kuantum eşevreliliğin evrimini ve termodinamik etkilerini inceliyoruz. Isı makinesinin sonlu-zamanlı termodinamik analizini master denklemini kullanarak simule ediyoruz. Isı ve iş katkılarından kaynaklanan iç enerji değişimi ve entropi gibi ilgili termodinamik nicelikler de hesaplanmaktadır. Özellikle, farklı bariyer yerleştirme hızları ve termal sıcaklıklar altında eşevreliliğin nasıl davrandığını araştırıyor ve bu sürecin enerjik ve bilgi kuramsal maliyetindeki rolünü inceliyoruz. Ayrıca, sistemde biriken eşevrelilik ile protokolün hızı ve çevrenin sıcaklığı arasında bir bağlantı ortaya koyuyoruz. Bulgularımız, sonlu-zamanlı süreçlerde ve ölçüme dayalı kuantum aygıtlarda eşevreliliğin nasıl üretildiğine dair daha derin bir anlayışa katkıda bulunmakta ve geometrik deformasyonların termodinamik kontrol için potansiyel bir araç olduğunu vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
The Szilard engine is a foundational thought experiment that rigorously links thermodynamics and information theory. With the miniaturization of devices and ongoing progress in quantum information science, it is crucial to examine how quantum effects influence the operation of such engines. This thesis investigates the finite-time dynamics of a quantum Szilard engine subjected to size-invariant shape transformations, in which the geometry of the confinement potential is deformed without altering its overall size. The system's evolution is modeled using a time-dependent, Markovian LGKS (Lindblad-Gorini-Kossakowski-Sudarshan) master equation. We numerically solve this equation to analyze the thermodynamic behavior of the engine, focusing on the roles of quantum coherence and its interplay with heat, work, and entropy throughout the cycle. Special attention is given to how coherence evolves under varying barrier insertion rates and thermalization temperatures. We demonstrate that coherence generation is strongly influenced by both the protocol speed and the bath temperature. Furthermore, we show a connection between coherence accumulation and the energetic and informational cost of the cycle. These findings enhance our understanding of coherence in finite-time, measurement-based quantum devices and suggest that geometric deformations can serve as a powerful tool for thermodynamic control in quantum technologies.
Benzer Tezler
- Düşük boyutlu yapılarda polaron etkileri
Polaron effects in low dimensional structures
ABDURRAHMAN ÇETİN
Doktora
Türkçe
2003
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. BEKİR SITKI KANDEMİR
- Synthesis & characterization of CdSe/ZnS quantum dots
CdSe/ZnS kuantum noktalarının sentezi ve karakterizasyonu
HAKAN AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ ÜNLÜ
- Effects of an intense laser field on the intersubband transitions and impurity binding energy in quantum dots
Yoğun lazer alanının kuantum noktalarında altbantlararası geçişlere ve safsızlık bağlanma enerjisine etkileri
DİLARA GÜL KILIÇ
Doktora
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERPİL ŞAKİROĞLU
- Elektrik alan, sıcaklık ve basıncın küresel kuantum noktanın elektronik ve optik özellikleri üzerine etkisi
The electric field, temperature and pressure effects on the electronic and optic properties of spherical quantum dot
YASEMİN ALTINOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiBozok ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAİT YILMAZ