Pompaggio geometrico di calore su un processore quantistico

Abstract degli autori

Il pompaggio geometrico di calore consiste nel trasferimento di energia tra serbatoi alla stessa temperatura, in cui il calore scambiato durante un ciclo adiabatico dipende soltanto dal contorno di guida nello spazio dei parametri. Realizziamo questo meccanismo su un processore quantistico superconduttore usando un modello a collisioni, nel quale un qubit sottoposto a guida interagisce ripetutamente con due qubit ancilla preparati in stati termici, che simulano i serbatoi. Le misurazioni dell’energia prima e dopo ogni interazione forniscono una registrazione calorimetrica del calore scambiato con ciascun serbatoio. Invertendo il contorno di guida, ricaviamo una componente del calore associata al pompaggio. La sua dipendenza dal periodo e dal contorno segue le simulazioni esatte del modello a collisioni, senza parametri regolabili, e nel regime di guida lenta tende al limite geometrico della corrispondente dinamica di Lindblad.