論文の概要: Temperature uncertainty relation in non-equilibrium thermodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.10044v2
- Date: Sun, 1 May 2022 16:51:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-16 03:34:22.998964
- Title: Temperature uncertainty relation in non-equilibrium thermodynamics
- Title（参考訳）: 非平衡熱力学における温度の不確かさ関係
- Authors: Ning Zhang, Si-Yuan Bai, and Chong Chen
- Abstract要約: 一般的な非平衡過程に対する普遍的な温度不確実性関係を導出する。
入浴エネルギーの変化として定義される熱の変動が非平衡の場合の温度不確実性を決定することが判明した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.350381958573443
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Temperature uncertainty of a quantum system in canonical ensemble is
inversely determined by its energy fluctuation, which is known as the
temperature-energy uncertainty relation. No such uncertainty relation was
discovered for a non-equilibrium open quantum system. In this article, we
derive a universal temperature uncertainty relation for general non-equilibrium
processes. We find that it is the fluctuation of heat, which is defined as the
change in bath energy, determines the temperature uncertainty in
non-equilibrium case. Specifically, the heat is divided into trajectory heat
and backaction heat, which are associated with the system's trajectory of
evolution and the backaction of partial measurement on system, respectively.
Based on this decomposition, we reveal that both correlations between system
and bath's process function and state function are the resources for enhancing
temperature precision. Our findings are conductive to design ultrahigh
sensitive quantum thermometer.
- Abstract（参考訳）: 正準アンサンブルにおける量子系の温度不確実性は、そのエネルギー変動によって逆決定される。
そのような不確実性関係は非平衡開量子系では発見されなかった。
本稿では,一般非平衡過程に対する普遍的な温度不確実性関係を導出する。
入浴エネルギーの変化として定義される熱の変動が非平衡の場合の温度不確実性を決定することが判明した。
具体的には、熱は、系の進化の軌跡と系の部分的な測定のバックアクションに関連付けられている、軌跡熱とバックアクション熱に分けられる。
この分解結果から, システムと浴槽のプロセス関数と状態関数の相関が温度精度を高めるための資源であることを明らかにする。
我々の発見は超高感度量子温度計の設計に導電性がある。
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