論文の概要: Time-optimal quantum transformations with bounded bandwidth

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.11963v3
• Date: Wed, 26 May 2021 12:56:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-23 06:38:04.722758
• Title: Time-optimal quantum transformations with bounded bandwidth
• Title（参考訳）: 有界帯域を持つ時間最適量子変換
• Authors: Dan Allan, Niklas H\"ornedal, and Ole Andersson
• Abstract要約: 我々は、量子系を状態に変換するのに要する時間に対して、シャープな低い境界(量子速度制限(quantum speed limit)とも呼ばれる)を導出する。 最終節では、量子速度制限を用いて、量子電池からエネルギーを抽出できる電力の上限を求める。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this paper, we derive sharp lower bounds, also known as quantum speed limits, for the time it takes to transform a quantum system into a state such that an observable assumes its lowest average value. We assume that the system is initially in an incoherent state relative to the observable and that the state evolves according to a von Neumann equation with a Hamiltonian whose bandwidth is uniformly bounded. The transformation time depends intricately on the observable's and the initial state's eigenvalue spectrum and the relative constellation of the associated eigenspaces. The problem of finding quantum speed limits consequently divides into different cases requiring different strategies. We derive quantum speed limits in a large number of cases, and we simultaneously develop a method to break down complex cases into manageable ones. The derivations involve both combinatorial and differential geometric techniques. We also study multipartite systems and show that allowing correlations between the parts can speed up the transformation time. In a final section, we use the quantum speed limits to obtain upper bounds on the power with which energy can be extracted from quantum batteries.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、量子系を観測可能が最低平均値を仮定する状態に変換するのに要する時間について、量子速度制限(quantum speed limit)とも呼ばれるシャープな下界を導出する。 当初、この系は観測可能量に対して不整合状態にあり、帯域幅が一様有界なハミルトニアンを持つフォン・ノイマン方程式に従って状態が進化すると仮定する。 変換時間は観測可能なスペクトルと初期状態の固有値スペクトルと関連する固有空間の相対的な星座に複雑に依存する。 したがって、量子速度制限を見つける問題は、異なる戦略を必要とする異なるケースに分けられる。 我々は,多くのケースにおいて量子速度制限を導出し,複雑なケースを管理可能なものに分解する手法を同時に開発する。 導出は組合せ幾何学的手法と微分幾何学的技法の両方を含む。 マルチパートシステムについても検討し、部品間の相関が変換時間を短縮できることを示す。 最後のセクションでは、量子バッテリーからエネルギーを抽出できるパワーの上限を得るのに量子速度の限界を用いる。

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