論文の概要: Generalized uncertainty relation between thermodynamic variables in
quantum thermodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.14424v2
- Date: Wed, 13 Jul 2022 05:31:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-20 09:12:12.667813
- Title: Generalized uncertainty relation between thermodynamic variables in
quantum thermodynamics
- Title（参考訳）: 量子熱力学における熱力学変数間の一般化された不確かさ関係
- Authors: Z. Abuali, F. H. Kamin, R. J. S. Afonso, D. O. Soares-Pinto, and S.
Salimi
- Abstract要約: 任意の線形結合スケールの系の内部エネルギーと温度の不確かさを導出できることを示す。
我々の研究は、量子シナリオにおける全てのカップリング状態に対して、集中的および広範囲にわたる熱力学的不確実性関係の一般化に向けられている。
- 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 description of thermodynamic states turns possible by using
time-independent intensive and extensive variables in the weak coupling regime.
However, neither classical nor quantum cases make this an obvious task when one
is dealing with finite systems whose statistical fluctuations have a
significant impact, i.e., not in the thermodynamic limit, or when the coupling
between a system and its environment is of their energy magnitude. On the other
hand, in recent years, metrology has been extended to the quantum regime in
such a way that the fluctuation of physical quantities plays a crucial role in
the precise estimation of parameters. Using metrology tools, it is possible to
derive an uncertainty relation between the internal energy and temperature of
systems for arbitrary linear coupling scales, showing an important connection
between the two research fields. Our work is dedicated to the generalization of
the thermodynamic uncertainty relations between an intensive and an extensive
quantity for all coupling regimes in the quantum scenario through the
generalized Gibbs ensemble (GGE). First, we demonstrate a fundamental limit
between the intensive and extensive quantity for a total GGE state, which makes
it possible to take the trace of the degrees of freedom of one of the systems
and evaluate the uncertainty relation in the system of interest. After that, we
performed a series of examples to corroborate the results already existing in
the literature, thus showing the versatility of our method.
- Abstract（参考訳）: 熱力学状態の記述は、弱いカップリング状態における時間に依存しない集中変数と広範な変数を使用することで可能となる。
しかし、古典的あるいは量子的なケースでは、統計的なゆらぎが熱力学的極限ではなく大きな影響を持つ有限系を扱う場合や、系とその環境の結合がエネルギーの大きさである場合、このことは明らかではない。
一方で、近年では、物理量のゆらぎがパラメータの正確な推定において重要な役割を果たすように、メートル法が量子構造に拡張されている。
メトロロジーツールを用いることで、任意の線形結合スケールの系の内部エネルギーと温度の不確実性関係を導き出し、2つの研究分野の間に重要な関係を示すことができる。
我々の研究は、一般化ギブスアンサンブル(gge)による量子シナリオにおける全てのカップリングレジームに対する集中的および広範囲な熱力学的不確実性関係の一般化に焦点をあてている。
まず,全体gge状態に対する集中的および広範囲の量間の基本的な限界を示し,システムの自由度を推定し,関心体系における不確実性関係を評価する。
その後、文献にすでに存在する結果を裏付ける一連の例を行い、その方法の汎用性を示した。
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