論文の概要: Thermodynamic Criterion of Transmitting Classical Information
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.12110v1
- Date: Fri, 28 Jan 2022 13:36:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-27 16:13:54.503904
- Title: Thermodynamic Criterion of Transmitting Classical Information
- Title（参考訳）: 古典情報伝達の熱力学的基準
- Authors: Chung-Yun Hsieh
- Abstract要約: 任意に与えられた超チャネルのクラスによって補助される1ショット古典キャパシティ上の熱力学上および下界を証明した。
ワンショット方式では、チャンネルを通じて古典的な情報の$n$ビットを送信することは、$ntimes k_BTln2$抽出可能な作業と等価である、という物理的なメッセージを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: What is the thermodynamic criterion of transmitting classical information? We
prove thermodynamic upper and lower bounds on the one-shot classical capacity
assisted by an arbitrarily given class of superchannels. These bounds are given
by the extractable work from classical correlation maintained by the
transmission channel, subject to additional thermodynamic constraints depending
on the chosen class of superchannels. It provides the physical message that, in
the one-shot regime, transmitting $n$ bits of classical information through a
channel is equivalent to $n\times k_BT\ln2$ extractable work from the
maintained classical correlation, consequently revealing the thermodynamic
criterion that is necessary to transmit classical information. This result can
be further extended to the asymptotic regime, providing thermodynamic meanings
for Holevo-Schumacher-Westmoreland Theorem. Finally, our study suggests that
work extraction is closely related to resource theories of channels. To
quantitatively address this question, we show that work extraction tasks can
witness general resources of dynamics, providing the first thermodynamic
interpretation of a broad class of channel resources. Our findings provide
explicit connections between communication and thermodynamics, demonstrating
the possibility of discovering new physical messages from their interplay.
- Abstract（参考訳）: 古典情報伝達の熱力学的基準とは何か?
任意に与えられた超チャネルのクラスによって補助される1ショット古典キャパシティ上の熱力学上および下界を証明した。
これらの境界は、送信チャネルによって維持される古典的相関から抽出可能な研究によって与えられ、選択されたスーパーチャネルのクラスに依存する追加の熱力学的制約を受ける。
これは、ワンショット方式で、古典情報の$n$ビットをチャネルを介して送信する物理メッセージは、保守された古典的相関から抽出可能な$n\times k_BT\ln2$と等価であり、その結果、古典的情報の伝達に必要な熱力学的基準を明らかにする。
この結果は漸近理論にまで拡張でき、ホールボ=シュマハ=ウェストモアランドの定理に熱力学的意味を与えることができる。
最後に,作業抽出はチャネルの資源理論と密接に関連していることを示す。
この課題を定量的に解くために, 作業抽出タスクはダイナミクスの一般的な資源を目の当たりにすることができることを示し, 広い範囲のチャネル資源を初めて熱力学的に解釈する。
以上の知見は,コミュニケーションと熱力学の間に明らかなつながりをもたらし,その相互作用から新たな物理メッセージを発見する可能性を示す。
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