論文の概要: Finite-Time Quantum Landauer Principle and Quantum Coherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.05743v3
• Date: Tue, 16 Nov 2021 12:50:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 02:00:41.658018
• Title: Finite-Time Quantum Landauer Principle and Quantum Coherence
• Title（参考訳）: 有限時間量子ランダウアー原理と量子コヒーレンス
• Authors: Tan Van Vu and Keiji Saito
• Abstract要約: 従来のランダウアーのコストにより, 放熱熱は低く抑えられていることを示す。 我々は、量子コヒーレンスの観点から熱散逸の低い境界を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Landauer principle states that any logically irreversible information processing must be accompanied by dissipation into the environment. In this study, we investigate the heat dissipation associated with finite-time information erasure and the effect of quantum coherence in such processes. By considering a scenario wherein information is encoded in an open quantum system whose dynamics are described by the Markovian Lindblad equation, we show that the dissipated heat is lower-bounded by the conventional Landauer cost, as well as a correction term inversely proportional to the operational time. To clarify the relation between quantum coherence and dissipation, we derive a lower bound for heat dissipation in terms of quantum coherence. This bound quantitatively implies that the creation of quantum coherence in the energy eigenbasis during the erasure process inevitably leads to additional heat costs. The obtained bounds hold for arbitrary operational time and control protocol. By following an optimal control theory, we numerically present an optimal protocol and illustrate our findings by using a single-qubit system.
• Abstract（参考訳）: ランダウアーの原理では、論理的に不可逆な情報処理は環境への散逸を伴う必要がある。 本研究では,有限時間情報消去に伴う熱散逸と,そのようなプロセスにおける量子コヒーレンスの影響について検討する。 マルコフ・リンドブラド方程式によって力学を記述する開量子系に情報がエンコードされるシナリオを考えることで、散逸した熱は従来のランドーアーコストにより低いバウンドであり、また操作時間と逆比例する補正項を示す。 量子コヒーレンスと散逸の関係を明らかにするために, 量子コヒーレンスの観点からは, 放熱限界の低さを導出する。 この束縛は、消去過程におけるエネルギー固有バシスにおける量子コヒーレンスの生成が必然的にさらなる熱コストをもたらすことを意味する。 得られたバウンドは任意の操作時間と制御プロトコルを保持する。 最適制御理論に従うことにより、最適プロトコルを数値的に提示し、単一キュービットシステムを用いて結果を示す。

関連論文リスト

• Fidelity-dissipation relations in quantum gates [0.0]
  実際の量子ゲートは、一般的に散逸環境の影響を受け、その忠実度を著しく低下させる。 本研究では,ジェネリック量子ゲートの平均忠実度と計算過程中に発生する散逸の基本的な関係を解明する。 その結果、熱力学と量子コンピューティングの深い関係に光を当て、熱力学によって課される計算の限界を明らかにした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-27T12:31:52Z)
• Superpositions of thermalisation states in relativistic quantum field theory [0.0]
  量子状態において、同じ単一熱化チャネルの量子制御された応用を受けると、系は熱分解に失敗することがある。 本研究では,空間翻訳の重ね合わせで加速するプローブが,フィールドモードの不規則な集合とどのように相互作用するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-05T18:42:17Z)
• Demonstrating Quantum Microscopic Reversibility Using Coherent States of Light [58.8645797643406]
  本研究では, 量子系が熱浴と相互作用する際の可視性に関する量子一般化を実験的に提案する。 微視的可逆性の原理に対する量子修正が低温限界において重要であることを検証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-26T00:25:29Z)
• Effect of quantum coherence on Landauer's principle [0.0]
  量子ランダウアーの原理は、量子状態における情報消去に伴うエネルギー散逸の基本的な下限を提供する。 最近の試みは、散逸したエネルギー(熱力学的境界)の熱ゆらぎに関連する別の下界も提供している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-31T00:17:42Z)
• Fast Thermalization from the Eigenstate Thermalization Hypothesis [69.68937033275746]
  固有状態熱化仮説(ETH)は閉量子系における熱力学現象を理解する上で重要な役割を果たしている。 本稿では,ETHと高速熱化とグローバルギブス状態との厳密な関係を確立する。 この結果はカオス開量子系における有限時間熱化を説明する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-14T18:48:31Z)
• Open-system approach to nonequilibrium quantum thermodynamics at arbitrary coupling [77.34726150561087]
  熱浴に結合したオープン量子系の熱力学挙動を記述する一般的な理論を開発する。 我々のアプローチは、縮小された開系状態に対する正確な時間局所量子マスター方程式に基づいている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-24T11:19:22Z)
• Taking the temperature of a pure quantum state [55.41644538483948]
  温度は一見単純な概念で、量子物理学研究の最前線ではまだ深い疑問が浮かび上がっています。 本稿では,量子干渉による純状態の温度測定手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:18:37Z)
• Continuous-time dynamics and error scaling of noisy highly-entangling quantum circuits [58.720142291102135]
  最大21キュービットの雑音量子フーリエ変換プロセッサをシミュレートする。 我々は、デジタルエラーモデルに頼るのではなく、微視的な散逸過程を考慮に入れている。 動作中の消散機構によっては、入力状態の選択が量子アルゴリズムの性能に強い影響を与えることが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-08T14:55:44Z)
• Coherences and the thermodynamic uncertainty relation: Insights from quantum absorption refrigerators [6.211723927647019]
  量子状態における熱力学の不確実性関係の妥当性について, 量子系コヒーレンスと熱電流変動の相互作用について検討した。 この結果から, 量子コヒーレント熱機械の性能評価には, 揺らぎが不可欠であることが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-30T03:15:27Z)
• Quantum fluctuations hinder finite-time information erasure near the Landauer limit [0.0]
  有限時間情報消去プロトコルを適用したシステムのエネルギー固有ベイジで発生する量子コヒーレンスにより,極端に散逸した稀な事象が生じることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-03T18:00:21Z)
• Simulation of Thermal Relaxation in Spin Chemistry Systems on a Quantum Computer Using Inherent Qubit Decoherence [53.20999552522241]
  我々は,実世界の量子システムの振舞いをシミュレーションする資源として,キュービットデコヒーレンスを活用することを目指している。 熱緩和を行うための3つの方法を提案する。 結果,実験データ,理論的予測との間には,良好な一致が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-03T11:48:11Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。