論文の概要: No second law of entanglement manipulation after all

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.02438v3
• Date: Fri, 20 Jan 2023 00:43:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-09 06:41:42.198535
• Title: No second law of entanglement manipulation after all
• Title（参考訳）: 結局、絡み合いの第二法則はない
• Authors: Ludovico Lami and Bartosz Regula
• Abstract要約: 長年の未解決問題は、真の第二の絡み合いの法則を確立することである。 これは不可能であり、熱力学の第2法則と直接の対応は確立できない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.37609145576126
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Many fruitful analogies have emerged between the theories of quantum entanglement and thermodynamics, motivating the pursuit of an axiomatic description of entanglement akin to the laws of thermodynamics. A long-standing open problem has been to establish a true second law of entanglement, and in particular a unique function which governs all transformations between entangled systems, mirroring the role of entropy in thermodynamics. Contrary to previous promising evidence, here we show that this is impossible, and no direct counterpart to the second law of thermodynamics can be established. This is accomplished by demonstrating the irreversibility of entanglement theory from first principles -- assuming only the most general microscopic physical constraints of entanglement manipulation, we show that entanglement theory is irreversible under all non-entangling transformations. We furthermore rule out reversibility without significant entanglement expenditure, showing that reversible entanglement transformations require the generation of macroscopically large amounts of entanglement according to certain measures. Our results not only reveal fundamental differences between quantum entanglement transformations and thermodynamic processes, but also showcase a unique property of entanglement which distinguishes it from other known quantum resources.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントの理論と熱力学の間に多くの実りある類似が生まれ、熱力学の法則に類似したエンタングルメントの公理的記述の追求を動機付けている。 長年の公然とした問題は、エンタングルメントの真の第二法則を確立することであり、特に、エンタングル系間の全ての変換を制御し、熱力学におけるエントロピーの役割を反映する一意的な関数である。 これまでの有望な証拠とは対照的に、ここではこれは不可能であり、熱力学の第2法則の直接的な対応が確立できないことを示す。 これは、第1原理から絡み合い理論の不可逆性を証明し、絡み合い操作の最も一般的な物理的制約を仮定すると、絡み合い理論はすべての非絡み合い変換において不可逆であることを示す。 さらに, 可逆的エンタングルメント変換は, 特定の尺度に従ってマクロ的に大量のエンタングルメントを生成する必要があることを示すため, 重要なエンタングルメント支出を伴わずに可逆性を除外する。 この結果は、量子エンタングルメント変換と熱力学的過程の根本的な違いだけでなく、他の既知の量子資源と区別する独自のエンタングルメントの性質も示している。

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