論文の概要: All states are universal catalysts in quantum thermodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.16290v2
• Date: Thu, 25 Feb 2021 11:41:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-12 03:18:29.737382
• Title: All states are universal catalysts in quantum thermodynamics
• Title（参考訳）: すべての状態は量子熱力学における普遍触媒である
• Authors: Patryk Lipka-Bartosik and Paul Skrzypczyk
• Abstract要約: 資源理論において、すべての資源状態触媒はすべての許容変換に対して存在することを示す。 量子熱力学では、いわゆる「第2の熱力学の法則」は微調整された触媒を必要としないが、十分な数のコピーが与えられた状態は有用な触媒として機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum catalysis is a fascinating concept which demonstrates that certain transformations can only become possible when given access to a specific resource that has to be returned unaffected. It was first discovered in the context of entanglement theory and since then applied in a number of resource-theoretic frameworks, including quantum thermodynamics. Although in that case the necessary (and sometimes also sufficient) conditions on the existence of a catalyst are known, almost nothing is known about the precise form of the catalyst state required by the transformation. In particular, it is not clear whether it has to have some special properties or be finely tuned to the desired transformation. In this work we describe a surprising property of multi-copy states: we show that in resource theories governed by majorization all resourceful states are catalysts for all allowed transformations. In quantum thermodynamics this means that the so-called "second laws of thermodynamics" do not require a fine-tuned catalyst but rather any state, given sufficiently many copies, can serve as a useful catalyst. These analytic results are accompanied by several numerical investigations that indicate that neither a multi-copy form nor a very large dimension catalyst are required to activate most allowed transformations catalytically.
• Abstract（参考訳）: 量子触媒(quantum catalysis)は、特定の変換が、影響を受けない特定のリソースへのアクセスを与えられた場合にのみ可能となることを示す興味深い概念である。 エンタングルメント理論の文脈で最初に発見され、その後量子熱力学を含む多くの資源理論の枠組みに応用された。 その場合、触媒の存在に関する必要条件(時には十分条件)は知られているが、変換によって必要とされる触媒状態の正確な形についてはほとんど何も知られていない。 特に、ある特別な性質を持つ必要があるのか、あるいは所望の変換に微調整する必要があるのかははっきりしない。 本研究では,マルチコピー状態の驚くべき性質について述べる。資源理論では,すべての資源状態がすべての許容変換に対して触媒であることを示す。 量子熱力学では、いわゆる「第2の熱力学の法則」は微調整された触媒を必要としないが、十分な数のコピーが与えられた状態は有用な触媒として機能する。 これらの解析結果は、多くの許容される変換を触媒的に活性化するために、マルチコピー形式も非常に大きな次元触媒も必要としないことを示すいくつかの数値的研究を伴う。

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