Moteur quantique adiabatique

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Schéma d'un moteur quantique adiabatique composé d'une boîte quantique couplé à une roue tournante.

Un moteur quantique adiabatique est un dispositif mécanique, généralement de taille nanométrique, entraîné par un flux de particules quantiques et capable d'effectuer des mouvements cycliques. Dans ce contexte, l'adjectif « adiabatique » fait référence à la limite pour laquelle la dynamique des degrés de liberté mécaniques est lente par rapport au temps de séjour des particules dans le dispositif. Pour un tel régime, il est communément admis que les degrés de liberté mécaniques se comportent de manière classique. Cette classe d’appareils se comporte essentiellement comme des pompes quantiques fonctionnant à l'envers. Alors que dans une pompe quantique, c'est le mouvement périodique de certains paramètres qui « pompe » les particules quantiques d'un réservoir vers un autre, dans un moteur quantique, c'est un courant continu de particules qui induit le mouvement cyclique du dispositif. L’une des principales caractéristiques de ces moteurs est que des interférences quantiques peuvent être utilisées pour améliorer leur efficacité en augmentant le coefficient de réflexion des particules diffusées. Bien qu'il existe plusieurs propositions concernant la réalisation de moteurs quantiques adiabatiques, aucune d'entre elles n'a été vérifiée expérimentalement[1],[2],[3],[4],[5],[6],[7],[8],[9].

Moteurs quantiques adiabatiques[modifier | modifier le code]

  • Moteur quantique adiabatique d'Anderson[9]
  • Moteur Thouless[1],[5],[8]
  • Moteurs quantiques adiabatiques basés sur des boîtes quantiques[1],[2],[6],[7]
  • Nano-aimant couplé à un effet Hall quantique de spin (formellement équivalent à un moteur Thouless)[3]
  • Moteurs quantiques adiabatiques entraînés par des gradients de température[4]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Adiabatic quantum motor » (voir la liste des auteurs).

Références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ a b et c Bustos-Marún, Refael et von Oppen, « Adiabatic Quantum Motors », Physical Review Letters, American Physical Society (APS), vol. 111, no 6,‎ , p. 060802 (ISSN 0031-9007, PMID 23971547, DOI 10.1103/physrevlett.111.060802, Bibcode 2013PhRvL.111f0802B, arXiv 1304.4969, S2CID 18597844)
  2. ↑ a et b Fernández-Alcázar, Bustos-Marún et Pastawski, « Decoherence in current induced forces: Application to adiabatic quantum motors », Physical Review B, vol. 92, no 7,‎ , p. 075406 (ISSN 1098-0121, DOI 10.1103/physrevb.92.075406, Bibcode 2015PhRvB..92g5406F, arXiv 1506.07035, S2CID 67764357)
  3. ↑ a et b Arrachea et von Oppen, « Nanomagnet coupled to quantum spin Hall edge: An adiabatic quantum motor », Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, Elsevier BV, vol. 74,‎ , p. 596–602 (ISSN 1386-9477, DOI 10.1016/j.physe.2015.08.031, Bibcode 2015PhyE...74..596A, arXiv 1507.06505, S2CID 4514651)
  4. ↑ a et b Ludovico, Battista, von Oppen et Arrachea, « Adiabatic response and quantum thermoelectrics for ac-driven quantum systems », Physical Review B, vol. 93, no 7,‎ , p. 075136 (ISSN 2469-9950, DOI 10.1103/physrevb.93.075136, Bibcode 2016PhRvB..93g5136L, arXiv 1506.08617, S2CID 4502369)
  5. ↑ a et b Fernández-Alcázar, Pastawski et Bustos-Marún, « Dynamics and decoherence in nonideal Thouless quantum motors », Physical Review B, vol. 95, no 15,‎ , p. 155410 (ISSN 2469-9950, DOI 10.1103/physrevb.95.155410, Bibcode 2017PhRvB..95o5410F, arXiv 1612.09166, S2CID 119079303)
  6. ↑ a et b Calvo, Ribetto et Bustos-Marún, « Real-time diagrammatic approach to current-induced forces: Application to quantum-dot based nanomotors », Physical Review B, vol. 96, no 16,‎ , p. 165309 (ISSN 2469-9950, DOI 10.1103/physrevb.96.165309, Bibcode 2017PhRvB..96p5309C, arXiv 1710.04331, S2CID 119105705)
  7. ↑ a et b Ludovico et Capone, « Enhanced performance of a quantum-dot-based nanomotor due to Coulomb interactions », Physical Review B, vol. 98, no 23,‎ , p. 235409 (ISSN 2469-9950, DOI 10.1103/physrevb.98.235409, Bibcode 2018PhRvB..98w5409L, arXiv 1808.10780, S2CID 55653189)
  8. ↑ a et b Bruch, Kusminskiy, Refael et von Oppen, « Interacting adiabatic quantum motor », Physical Review B, vol. 97, no 19,‎ , p. 195411 (ISSN 2469-9950, DOI 10.1103/physrevb.97.195411, Bibcode 2018PhRvB..97s5411B, arXiv 1712.04952, S2CID 4505580)
  9. ↑ a et b Fernández-Alcázar, Pastawski et Bustos-Marún, « Nonequilibrium current-induced forces caused by quantum localization: Anderson adiabatic quantum motors », Physical Review B, vol. 99, no 4,‎ , p. 045403 (ISSN 2469-9950, DOI 10.1103/physrevb.99.045403, Bibcode 2019PhRvB..99d5403F, arXiv 1810.00220, S2CID 119227467)
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