論文の概要: Communication, Dynamical Resource Theory, and Thermodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.00186v4
• Date: Tue, 23 Mar 2021 06:39:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-07 10:37:05.617645
• Title: Communication, Dynamical Resource Theory, and Thermodynamics
• Title（参考訳）: コミュニケーション, 動的資源理論, 熱力学
• Authors: Chung-Yun Hsieh
• Abstract要約: 我々は、与えられたリソースによって制約された古典的なコミュニケーションシナリオについて研究する。 一発の古典的容量は、資源保存性によって上限づけられていることが示される。 両局所系が完全に熱化されている場合でも,古典的に相関した局所浴は古典的なコミュニケーションを許容できることを示す。
• 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: Recently, new insights have been obtained by jointly studying communication and resource theory. This interplay consequently serves as a potential platform for interdisciplinary studies. To continue this line, we analyze the role of dynamical resources in a communication setup, and further apply our analysis to thermodynamics. To start with, we study classical communication scenarios constrained by a given resource, in the sense that the information processing channel is unable to supply additional amounts of the resource. We show that the one-shot classical capacity is upper bounded by resource preservability, which is a measure of the ability to preserve the resource. A lower bound can be further obtained when the resource is asymmetry. As an application, unexpectedly, under a recently-studied thermalization model, we found that the smallest bath size needed to thermalize all outputs of a Gibbs-preserving coherence-annihilating channel upper bounds its one-shot classical capacity. When the channel is coherence non-generating, the upper bound is given by a sum of coherence preservability and the bath size of the channel's incoherent version. In this sense, bath sizes can be interpreted as the thermodynamic cost of transmitting classical information. This finding provides a dynamical analogue of Landauer's principle, and therefore bridges classical communication and thermodynamics. As another implication, we show that, in bipartite settings, classically correlated local baths can admit classical communication even when both local systems are completely thermalized. Hence, thermalizations can transmit information by accessing only classical correlation as a resource. Our results demonstrate interdisciplinary applications enabled by dynamical resource theory.
• Abstract（参考訳）: 近年,コミュニケーションと資源理論を共同で研究することで新たな知見が得られた。 この相互作用は、学際研究の潜在的なプラットフォームとして機能する。 この線を継続するために,通信環境における動的資源の役割を解析し,さらに熱力学に適用する。 まず、情報処理チャネルが追加のリソースを供給できないという意味で、与えられたリソースによって制約された古典的な通信シナリオについて検討する。 本稿では, 資源保存能力の指標である資源保存性により, 古典的な一発容量が上限値であることを示す。 リソースが非対称性である場合、下限はさらに得ることができる。 その結果,gibbsが保存するコヒーレンス消滅チャネルの出力をすべて熱分解する最小の浴槽サイズが,その1ショットの古典容量の上限となることがわかった。 チャネルがコヒーレンス非生成の場合、上部境界は、コヒーレンス保存性の和と、チャネルの不コヒーレントバージョンのバスサイズによって与えられる。 この意味では、浴槽のサイズは古典的情報を伝達する熱力学的コストと解釈できる。 この発見はランダウアーの原理を動的に類似させ、したがって古典的なコミュニケーションと熱力学を橋渡しする。 また,両局所系が完全に熱化されても,古典的に相関した局所浴は古典的なコミュニケーションを許容できることを示す。 したがって、熱化は古典的相関のみをリソースとしてアクセスすることで情報を伝達することができる。 本研究では,動的資源理論による学際的応用を実証した。

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