論文の概要: Landauer's principle in Qubit-Cavity quantum field theory Interaction in
Vacuum and Thermal States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.08391v3
- Date: Mon, 20 Jun 2022 16:31:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-14 11:45:29.521110
- Title: Landauer's principle in Qubit-Cavity quantum field theory Interaction in
Vacuum and Thermal States
- Title（参考訳）: 真空及び熱状態における量子場理論相互作用におけるランダウアーの原理
- Authors: Hao Xu, Yen Chin Ong, Man-Hong Yung
- Abstract要約: ランドーアーの原理は、量子情報科学への関心が高まり、ここ数年で関心が高まっている。
本研究では, 空洞QFTの初期状態が真空状態あるいは熱状態となる場合, 量子キャビティQFT相互作用におけるランダウアーの原理を摂動的に考察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.745859263816099
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Landauer's principle has seen a boom of interest in the last few years due to
the growing interest in quantum information sciences. However, its relevance
and validity in the contexts of quantum field theory (QFT) remain surprisingly
unexplored. In the present paper, we consider Landauer's principle in
qubit-cavity QFT interaction perturbatively, in which the initial state of the
cavity QFT is chosen to be a vacuum or thermal state. In the vacuum case, the
QFT always absorbs heat and jumps to excited states. For the qubit at rest, its
entropy decreases, whereas if the qubit accelerates, it may also gain energy
and it increases its entropy due to the Unruh effect. For the thermal state,
the QFT can both absorb and release heat, depending on its temperature and the
initial state of the qubit, and the higher-order perturbations can excite or
deexcite the initial state to a higher or lower state. Landauer's principle is
valid in all the cases we consider. We hope that this paper will pave the way
for future explorations of Landauer's principle in QFT and gravity theories.
- Abstract（参考訳）: ランドウアーの原理は、量子情報科学への関心が高まり、ここ数年で注目を集めている。
しかし、量子場論(QFT)の文脈におけるその妥当性と妥当性は驚くほど未解明のままである。
本稿では, 空洞QFTの初期状態が真空状態あるいは熱状態となるような, 量子キャビティQFT相互作用におけるランダウアーの原理を摂動的に考察する。
真空の場合、QFTは常に熱を吸収し、励起状態にジャンプする。
静止状態の量子ビットではエントロピーは減少するが、量子ビットが加速するとエネルギーも得られ、unruh効果によってエントロピーが増加する。
熱状態については、QFTはその温度とキュービットの初期状態に応じて熱を吸収して放出することができ、高次の摂動は初期状態をより高くまたは低い状態に励起または放出することができる。
ランドウアーの原理は我々が考える全てのケースにおいて有効である。
この論文は、QFTと重力理論におけるランダウアーの原理の今後の探求の道を開くことを願っている。
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