論文の概要: Thermodynamics of Precision in Markovian Open Quantum Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.04599v3
• Date: Mon, 11 Apr 2022 15:36:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-08 20:13:36.668916
• Title: Thermodynamics of Precision in Markovian Open Quantum Dynamics
• Title（参考訳）: マルコフ開量子力学における精度の熱力学
• Authors: Tan Van Vu and Keiji Saito
• Abstract要約: 熱力学および熱力学的不確実性関係は、観測可能な相対的なゆらぎと熱力学的量のトレードオフを示す。 動的可観測体の相対的ゆらぎと、任意の初期状態に対する最初の通過時間に基づいて有限時間下界を導出する。 非退化エネルギーレベルを持つ系の散逸過程の一般クラスにおける量子コヒーレンスにより、相対的ゆらぎおよびエントロピー生成あるいは動的活性の積が増強されることが分かる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The thermodynamic and kinetic uncertainty relations indicate trade-offs between the relative fluctuation of observables and thermodynamic quantities such as dissipation and dynamical activity. Although these relations have been well studied for classical systems, they remain largely unexplored in the quantum regime. In this paper, we investigate such trade-off relations for Markovian open quantum systems whose underlying dynamics are quantum jumps, such as thermal processes and quantum measurement processes. Specifically, we derive finite-time lower bounds on the relative fluctuation of both dynamical observables and their first passage times for arbitrary initial states. The bounds imply that the precision of observables is constrained not only by thermodynamic quantities but also by quantum coherence. We find that the product of the relative fluctuation and entropy production or dynamical activity is enhanced by quantum coherence in a generic class of dissipative processes of systems with nondegenerate energy levels. Our findings provide insights into the survival of the classical uncertainty relations in quantum cases.
• Abstract（参考訳）: 熱力学的不確かさの関係は、観測可能な物質の相対的ゆらぎと散逸や動的活動のような熱力学的量のトレードオフを示している。 これらの関係は古典系でよく研究されてきたが、量子理論ではほとんど解明されていない。 本稿では,熱過程や量子計測過程などの量子ジャンプを基盤とするマルコフ開量子系に対するそのようなトレードオフ関係について検討する。 具体的には、動的観測可能量と任意の初期状態に対する最初の通過時間との相対的ゆらぎに関する有限時間下界を求める。 境界はオブザーバブルの精度が熱力学的量だけでなく量子コヒーレンスによっても制限されていることを暗示している。 非退化エネルギーレベルを持つ系の散逸過程の一般クラスにおける量子コヒーレンスにより、相対的ゆらぎおよびエントロピー生成あるいは動的活性の積が増大することがわかった。 量子ケースにおける古典的不確実性関係の生存に関する知見を提供する。

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