論文の概要: A quantum fluctuation theorem for any Lindblad master equation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.05937v2
- Date: Tue, 28 Jun 2022 16:28:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-18 16:53:15.348478
- Title: A quantum fluctuation theorem for any Lindblad master equation
- Title（参考訳）: 任意のリンドブラッドマスター方程式に対する量子揺らぎ定理
- Authors: Gabriele De Chiara and Alberto Imparato
- Abstract要約: 複数の環境に結合した開量子系のエントロピー生成に対する一般量子揺らぎ定理を提案する。
この定理はエルミート作用素の保存の観点から表現できるので、真に量子的である。
変動定理は,大域密度行列の時間反転力学と2時間相関関数の関係に等しいことを示す。
- 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 present a general quantum fluctuation theorem for the entropy production
of an open quantum system coupled to multiple environments, not necessarily at
equilibrium.
Such a general theorem, when restricted to the weak-coupling and Markovian
regime, holds for both local and global master equations, corroborating the
thermodynamic consistency of local quantum master equations. The theorem is
genuinely quantum, as it can be expressed in terms of conservation of a
Hermitian operator, describing the dynamics of the system state operator and of
the entropy change in the baths. The integral fluctuation theorem follows from
the properties of such an operator. Furthermore, it is also valid when the
system is described by a time-dependent Hamiltonian. As such, the quantum
Jarzynski equality is a particular case of the general result presented here.
Moreover, our result can be extended to nonthermal baths, as long as
microreversibility is preserved. We present some numerical examples to showcase
the exact results previously obtained. We finally generalize the fluctuation
theorem to the case where the interaction between the system and the bath is
explicitly taken into account. We show that the fluctuation theorem amounts to
a relation between time-reversed dynamics of the global density matrix and a
two-time correlation function along the forward dynamics involving the baths'
entropy alone.
- Abstract（参考訳）: 開量子系のエントロピー生成に対する一般的な量子ゆらぎ定理を複数の環境に結合するが、必ずしも平衡ではない。
このような一般的な定理は、弱カップリングとマルコフの体制に制限されるとき、局所的および大域的マスター方程式の両方を保ち、局所的量子マスター方程式の熱力学的一貫性を裏付ける。
この定理は真に量子的であり、系状態作用素のダイナミクスと浴槽のエントロピー変化を記述するエルミート作用素の保存の観点から表現することができる。
積分ゆらぎ定理はそのような作用素の性質から従う。
さらに、系が時間依存ハミルトニアンによって記述されるときも有効である。
このように、量子ジャジンスキー等式は、ここで示される一般結果の特別な場合である。
また, マイクロ可逆性を維持したまま, 非熱水浴に拡張することができる。
得られた正確な結果を示す数値的な例をいくつか提示する。
最終的に、ゆらぎ定理を、システムと浴の間の相互作用が明示的に考慮される場合に一般化する。
ゆらぎ定理は,大域密度行列の時間反転ダイナミクスと,浴槽のエントロピーのみを含むフォワードダイナミクスに沿った2時間相関関数との関係を示す。
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