論文の概要: Dynamical Landauer's principle: Quantifying information transmission by thermodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.12110v3
• Date: Sat, 23 Nov 2024 11:59:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-26 14:14:01.350430
• Title: Dynamical Landauer's principle: Quantifying information transmission by thermodynamics
• Title（参考訳）: 動的ランダウアーの原理:熱力学による情報伝達の定量化
• Authors: Chung-Yun Hsieh,
• Abstract要約: 古典的な情報の$n$ビットを伝送する量子力学の能力は、熱力学的タスクにおいて$n$のエネルギーを伝達する能力と等価であることを示す。 我々の発見は情報伝達とエネルギーの強い結びつきを明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Energy transfer and information transmission are two fundamental aspects of nature. They are seemingly unrelated, while recent findings suggest that a deep connection between them is to be discovered. This amounts to asking: Can we phrase the processes of transmitting classical bits equivalently as specific energy-transmitting tasks, thereby uncovering foundational links between them? We answer this question positively by showing that, for a broad class of classical communication tasks, a quantum dynamics' ability to transmit $n$ bits of classical information is equivalent to its ability to transmit $n$ units of energy in a thermodynamic task. This finding not only provides an analytical correspondence between information transmission and energy extraction tasks, but also quantifies classical communication by thermodynamics. Furthermore, our findings uncover the dynamical version of Landauer's principle, showing the strong link between transmitting information and energy. In the asymptotic regime, our results further provide thermodynamic meanings for the well-known Holevo-Schumacher-Westmoreland Theorem in quantum communication theory.
• Abstract（参考訳）: エネルギー伝達と情報伝達は自然の2つの基本的な側面である。 両者は無関係にみえるが、近年の研究では両者の深い関係が明らかになっている。 古典的なビットを特定のエネルギー伝達タスクとして等価に伝達する過程を言い換えれば、それによってそれらの間の基礎的なリンクが明らかになるだろうか? 我々は、古典的コミュニケーションタスクの幅広いクラスにおいて、量子力学が古典的情報の$n$ビットを伝達する能力は、熱力学的タスクにおいて$n$単位のエネルギーを伝達する能力と等価であることを示すことで、この疑問に肯定的に答える。 この発見は情報伝達とエネルギー抽出のタスク間の解析的対応を提供するだけでなく、熱力学による古典的なコミュニケーションを定量化する。 さらに,ランダウアーの原理の動的バージョンを明らかにし,伝達情報とエネルギーの強い関連性を示した。 漸近的な状態において、我々の結果は量子通信理論においてよく知られたホレボ・シューマッハ・ウェストモアランド理論に熱力学的な意味を与える。

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