論文の概要: Work and Fluctuations: Coherent vs. Incoherent Ergotropy Extraction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.03116v3
- Date: Mon, 11 Jul 2022 15:34:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-09 04:12:46.610370
- Title: Work and Fluctuations: Coherent vs. Incoherent Ergotropy Extraction
- Title（参考訳）: 作業とゆらぎ:コヒーレント対非コヒーレント・エルゴトロピー抽出
- Authors: Marcin {\L}obejko
- Abstract要約: 平均エネルギーの変化と重量の分散の変化の間のトレードオフを分析し、そこでは系のコヒーレントおよび非コヒーレントエルゴトロピーから作業が抽出される。
本稿では, 累積物質を物理的に解釈した擬似確率分布の枠組みを, 侵襲的な測定特性から解放する。
- 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 consider a quasi-probability distribution of work for an isolated quantum
system coupled to the energy-storage device given by the ideal weight.
Specifically, we analyze a trade-off between changes in average energy and
changes in weight's variance, where work is extracted from the coherent and
incoherent ergotropy of the system. Primarily, we reveal that the extraction of
positive coherent ergotropy can be accompanied by the reduction of work
fluctuations (quantified by a variance loss) by utilizing the non-classical
states of a work reservoir. On the other hand, we derive a
fluctuation-decoherence relation for a quantum weight, defining a lower bound
of its energy dispersion via a dumping function of the coherent contribution to
the system's ergotropy. Specifically, it reveals that unlocking ergotropy from
coherences results in high fluctuations, which diverge when the total coherent
energy is unlocked. The proposed autonomous protocol of work extraction shows a
significant difference between extracting coherent and incoherent ergotropy:
The former can decrease the variance, but its absolute value diverges if more
and more energy is extracted, whereas for the latter, the gain is always
non-negative, but a total (incoherent) ergotropy can be extracted with finite
work fluctuations. Furthermore, we present the framework in terms of the
introduced quasi-probability distribution, which has a physical interpretation
of its cumulants, is free from the invasive nature of measurements, and reduces
to the two-point measurement scheme (TPM) for incoherent states. Finally, we
analytically solve the work-variance trade-off for a qubit, explicitly
revealing all the above quantum and classical regimes.
- Abstract（参考訳）: 理想重みによって与えられるエネルギー貯蔵装置に結合した孤立量子系の作業の準確率分布を考察する。
具体的には, 平均エネルギーの変化と重量分散の変化とのトレードオフを解析し, 作業は系のコヒーレントかつ非コヒーレントなエルゴトロピーから抽出される。
主に, 正のコヒーレントなエルゴトロピーの抽出は, 作業貯水池の非古典的状態を利用して, 作業変動の低減(分散損失による定量化)を伴いうることを明らかにした。
一方, 系のエルゴトロピーに対するコヒーレント寄与のダンピング関数を用いて, エネルギー分散の低い境界を定義することで, 量子ウェイトに対する揺らぎ-脱コヒーレンス関係を導出する。
具体的には、コヒーレンスからエルゴトロピーをアンロックすると高いゆらぎが生じ、コヒーレントエネルギーがアンロックされると発散する。
提案する作業抽出プロトコルは,コヒーレント抽出と非コヒーレント・エルゴトロピーとの有意な差異を示す: 前者は分散を減少させるが,その絶対値は,より多くのエネルギーが抽出された場合に発散する;後者の場合,ゲインは常に非負であるが,有限の作業ゆらぎで総(非コヒーレント)エルゴトロピーを抽出することができる。
さらに,その累積分布を物理的に解釈した準確率分布が測定の侵襲的性質を欠き,非一貫性状態の2点計測スキーム (tpm) に還元する手法を提案する。
最後に、量子ビットのワーク分散トレードオフを解析的に解決し、上述の量子および古典的レジームをすべて明らかにする。
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