論文の概要: Inferring work by quantum superposing forward and time-reversal evolutions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.02201v2
• Date: Sat, 19 Mar 2022 12:00:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-23 08:48:50.495345
• Title: Inferring work by quantum superposing forward and time-reversal evolutions
• Title（参考訳）: 量子スーパーポジングの前方及び時間反転進化による推論
• Authors: Giulia Rubino, Gonzalo Manzano, Lee A. Rozema, Philip Walther, Juan M. R. Parrondo and \v{C}aslav Brukner
• Abstract要約: 熱力学のゆらぎの研究により、2つの平衡状態の間の自由エネルギー差と、システム上で行う仕事とを関連付けることができる。 この発見は、仕事の定義が非自明なものとなる量子状態において重要な役割を果たす。 本研究では, 熱力学過程における作業分布と平均散逸量を直接推定できる簡単な干渉計測法を開発した。
• 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: The study of thermodynamic fluctuations allows one to relate the free energy difference between two equilibrium states with the work done on a system through processes far from equilibrium. This finding plays a crucial role in the quantum regime, where the definition of work becomes non-trivial. Based on these relations, here we develop a simple interferometric method allowing a direct estimation of the work distribution and the average dissipative work during a driven thermodynamic process by superposing the forward and time-reversal evolutions of the process. We show that our scheme provides useful upper bounds on the average dissipative work even without full control over the thermodynamic process, and we propose methodological variations depending on the possible experimental limitations encountered. Finally, we exemplify its applicability by an experimental proposal for implementing our method on a quantum photonics system, on which the thermodynamic process is performed through polarization rotations induced by liquid crystals acting in a discrete temporal regime.
• Abstract（参考訳）: 熱力学のゆらぎの研究により、2つの平衡状態の間の自由エネルギー差と、平衡から遠く離れたプロセスを通してシステム上で行われる仕事とを関連付けることができる。 この発見は、仕事の定義が非自明なものとなる量子状態において重要な役割を果たす。 そこで本研究では, 熱力学的プロセスにおける作業分布と平均散逸量の直接推定を, プロセスの前後の進化を重畳して簡単な干渉計測法を開発した。 本手法は,熱力学過程を完全に制御することなく,平均散逸作業において有用な上限を提供し,経験的限界による方法論的変化を提案する。 最後に,本手法を量子フォトニクスシステムに実装するための実験的提案により適用性を実証し,その熱力学的プロセスは離散時間状態に作用する液晶によって誘起される偏光回転によって行われる。

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