論文の概要: From Quantum Source Compression to Quantum Thermodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.14143v1
- Date: Mon, 28 Dec 2020 08:27:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 01:58:18.390786
- Title: From Quantum Source Compression to Quantum Thermodynamics
- Title（参考訳）: 量子源圧縮から量子熱力学へ
- Authors: Zahra Baghali Khanian
- Abstract要約: 論文の最初の部分は、一般的な量子源モデルとその圧縮の具体的な定義で開かれている。
論文の第2部は、量子熱力学の情報理論的な視点を中心に展開されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.04585143845864
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This thesis addresses problems in the field of quantum information theory.
The first part of the thesis is opened with concrete definitions of general
quantum source models and their compression, and each subsequent chapter
addresses the compression of a specific source model as a special case of the
initially defined general models. First, we find the optimal compression rate
of a general mixed state source which includes as special cases all the
previously studied models such as Schumacher's pure and ensemble sources and
other mixed state ensemble models. For an interpolation between the visible and
blind Schumacher's ensemble model, we find the optimal compression rate region
for the entanglement and quantum rates. Later, we study the classical-quantum
variation of the celebrated Slepian-Wolf problem and the ensemble model of
quantum state redistribution for which we find the optimal compression rate
considering per-copy fidelity and single-letter achievable and converse bounds
matching up to continuity of functions which appear in the corresponding
bounds.
The second part of the thesis revolves around information theoretical
perspective of quantum thermodynamics. We start with a resource theory point of
view of a quantum system with multiple non-commuting charges. Subsequently, we
apply this resource theory framework to study a traditional thermodynamics
setup with multiple non-commuting conserved quantities consisting of a main
system, a thermal bath and batteries to store various conserved quantities of
the system. We state the laws of the thermodynamics for this system, and show
that a purely quantum effect happens in some transformations of the system,
that is, some transformations are feasible only if there are quantum
correlations between the final state of the system and the thermal bath.
- Abstract（参考訳）: この論文は量子情報理論の分野における問題に対処する。
論文の第1部は、一般的な量子源モデルとその圧縮の具体的な定義で開かれ、各章は、初期定義された一般モデルの特別な場合として、特定の源モデルの圧縮を扱う。
まず、シュマッカーの純およびアンサンブル源やその他の混合状態アンサンブルモデルのような、以前に研究された全てのモデルを含む一般的な混合状態源の最適圧縮速度を求める。
可視およびブラインド・シューマッハのアンサンブルモデルの補間として、エンタングルメントと量子速度の最適圧縮率領域を求める。
その後,slepian-wolf問題の古典量子変動と量子状態再分配のアンサンブルモデルについて検討し,対応する境界に現れる関数の連続性に一致した,コピー単位の忠実度と1文字到達可能および逆境界を考慮した最適圧縮速度を求める。
論文の第2部は、量子熱力学の情報理論的な視点を中心に取り上げている。
まず、複数の非可換電荷を持つ量子系の資源理論の観点から始める。
続いて,この資源理論の枠組みを適用して,主系,熱浴,電池からなる複数の非可換保存量を有する従来の熱力学構成について検討した。
この系に対する熱力学の法則を述べ、純粋に量子効果が系のいくつかの変換で起こること、すなわち、系の最終状態と熱浴の間に量子的相関が存在する場合にのみ、いくつかの変換が実現可能であることを示す。
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