論文の概要: Thermodynamics of decoherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.14216v3
• Date: Wed, 19 Apr 2023 09:34:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 18:36:56.691074
• Title: Thermodynamics of decoherence
• Title（参考訳）: デコヒーレンスの熱力学
• Authors: Maria Popovic, Mark T. Mitchison, and John Goold
• Abstract要約: 純粋なデコヒーレンス過程において、ハミルトニアン系は運動の定数であり、系と周囲の間に直接のエネルギー交換は存在しない。 これはデコヒーレンス単独による非自明な放熱につながることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the nonequilibrium thermodynamics of pure decoherence. In a pure decoherence process, the system Hamiltonian is a constant of motion and there is no direct energy exchange between the system and its surroundings. Nevertheless, the environment's energy is not generally conserved and in this work we show that this leads to nontrivial heat dissipation as a result of decoherence alone. This heat has some very distinctive properties: it obeys an integral fluctuation relation and can be interpreted in terms of the entropy production associated with populations in the energy eigenbasis of the initial state. We show that the heat distribution for a pure decoherence process is different from the distribution of work done by the initial system-bath interaction quench. Instead, it corresponds to a mixture of work distributions of cyclical processes, each conditioned on a state of the open system. Inspired by recent experiments on impurities in ultra-cold gases, we demonstrate our general results by studying the heat generated by the decoherence of a qubit immersed within a degenerate Fermi gas in the lowest band of a species-selective optical lattice.
• Abstract（参考訳）: 純非コヒーレンスの非平衡熱力学について検討する。 純粋なデコヒーレンス過程において、ハミルトニアン系は運動の定数であり、系と周囲の間に直接のエネルギー交換は存在しない。 しかしながら、環境のエネルギーは一般に保存されておらず、この研究において、非コヒーレンス単独の結果として、非自明な熱散逸につながることを示す。 この熱は非常に特徴的な性質を持ち、積分的ゆらぎ関係に従い、初期状態のエネルギー固有化における個体群に関連するエントロピー生成の観点で解釈することができる。 純粋なデコヒーレンスプロセスにおける熱分布は,初期システム-バス相互作用クエンチによる作業の分布と異なることを示す。 代わりに、これは循環過程のワーク分布の混合物に対応し、それぞれが開システムの状態に基づいて条件付けされる。 超低温ガス中の不純物に関する最近の実験に触発され、種選択光学格子の最低帯にある縮退したフェルミガスに浸漬された量子ビットの熱を研究した結果を実証した。

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