The role of quantum coherence in the performance of quantum thermal machines

Abstract

La découverte des moteurs thermiques a eu un impact considérable sur notre société notamment à travers le déclenchement de la révolution industrielle/le développement de nouvelles technologies. De nos jours, la miniaturisation des appareils est davantage répandue, nécessitant des sources d’énergie microscopiques, bien précisément quantiques. Dans les faits, les systèmes quantiques ne peuvent pas être entièrement isolés dans la nature, ils sont toujours couplés à un environnement. Comprendre leur interaction dynamique/thermodynamique avec leurs environnements respectifs est le but ultime de la thermodynamique quantique. À travers le travail de cette thèse, nous étudions le rôle de la cohérence quantique sur la performance en régime stationnaire de deux machines thermiques. Ces dernières sont sujets du formalisme des modèles collisionnels qui repose sur des interactions répétées entre un système/les ancillas de l’environnement. Au sein du premier modèle, nos résultats montrent que la cohérence dans l’état des ancillas du réservoir froid génère un meilleur rendement que celle de Carnot dans le cas du moteur thermique/du réfrigérateur. Tant dis que pour le deuxième modèle, nous exprimons à la fois les avantages/les inconvénients de l’utilisation de la cohérence comme ressource dans une machine à qubits virtuels autonome.