論文の概要: Entropy, Divergence, and Majorization in Classical and Quantum Thermodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.09974v3
• Date: Sun, 27 Sep 2020 11:59:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-08 23:28:11.632541
• Title: Entropy, Divergence, and Majorization in Classical and Quantum Thermodynamics
• Title（参考訳）: 古典的および量子熱力学におけるエントロピー、多様性、および偏化
• Authors: Takahiro Sagawa
• Abstract要約: 古典状態と量子状態の両方において、非平衡系の熱力学には豊富な情報理論構造が存在することが明らかになった。 本書の主な目的は、情報理論が熱力学の背後でどのように機能するかを明確にし、近代的な光を放つことである。
• 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: In these decades, it has been revealed that there is rich information-theoretic structure in thermodynamics of out-of-equilibrium systems in both the classical and quantum regimes. This has led to the fruitful interplay among statistical physics, quantum information theory, and mathematical theories including matrix analysis and asymptotic probability theory. The main purpose of this book is to clarify how information theory works behind thermodynamics and to shed modern light on it. We focus on both of purely information-theoretic concepts and their physical implications: We present self-contained and rigorous proofs of several fundamental properties of entropies, divergences, and majorization. We also discuss the modern formulations of thermodynamics, especially from the perspectives of stochastic thermodynamics and resource theory of thermodynamics. Resource theory is a recently-developed field as a branch of quantum information theory in order to quantify (energetically or information-theoretically) "useful resources." We show that resource theory has an intrinsic connection to various fundamental ideas of mathematics and information theory. This book is not intended to be a comprehensive review of the field, but would serve as a concise introduction to several important ingredients of the information-theoretic formulation of thermodynamics.
• Abstract（参考訳）: この数十年の間に、古典的および量子的状態の両方において、非平衡系の熱力学には豊富な情報理論構造が存在することが明らかになった。 これは統計物理学、量子情報理論、行列解析や漸近的確率論を含む数学的理論の間の実りある相互作用につながった。 本書の主な目的は、情報理論が熱力学の背後でどのように機能するかを明らかにし、近代的な光を放つことである。 我々は、純粋に情報理論の概念とそれらの物理的含意の両方に焦点をあてる: エントロピー、発散、および偏化のいくつかの基本的な性質の自己完結的かつ厳密な証明を示す。 熱力学の現代的定式化についても、特に確率的熱力学と熱力学の資源理論の観点から論じる。 資源理論は、量子情報理論の分野として最近開発された分野であり、(エネルギー的または情報論的に)「有用な資源」を定量化するものである。 資源理論は数学と情報理論の様々な基本的な概念と本質的に関連していることを示す。 この本は、分野の包括的なレビューを意図したものではなく、熱力学の情報理論的な定式化の重要な要素の簡潔な紹介である。

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