論文の概要: Nonlinear bosonic Maxwell's demon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.01005v1
• Date: Thu, 2 Mar 2023 06:46:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 15:40:59.986014
• Title: Nonlinear bosonic Maxwell's demon
• Title（参考訳）: 非線形ボソニックマクスウェルの悪魔
• Authors: Atirach Ritboon and Radim Filip
• Abstract要約: 系のゆらぎを測定することで貴重な資源を抽出するというマクスウェルの悪魔の原理は、既に現代の量子物理学を刺激している。 量子ボソニック・マクスウェルのデーモンを2段階のシステムに結合させ、この問題に直感的に対処する。 いまだに超ポアソニアンであるが、共鳴的に他の2レベル系を熱状態よりも良く励起することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Maxwell's demon principle of extracting valuable resources through measuring fluctuations in the system already stimulated modern quantum physics. In contrast to classical physics, a free coupling to a probe and its free measurement fundamentally shape the system state. This becomes a new dimension of the Maxwell demon effect, as in addition to the gained information, the back action on the system can be exploited and essential for further applications. We investigate quantum bosonic Maxwell's demon coupled to a two-level system to address this issue straightforwardly. The deterministic multiple subtractions of energy quanta by an energetically conservative Jaynes-Cummings interaction leads to an out-of-equilibrium state. Although still super-Poissonian, it can resonantly excite another two-level system better than any thermal state. To further reduce the super-Poissonian statistics close to a Poissonian by a Maxwell's demon operation and increase the excitation rate, we suggest subsequent use of still energetically conservative multiphonon subtractions performed by an available nonlinear Jaynes-Cummings interaction. The optimal combination of both deterministic subtractions leads to statistics that approaches a Poissonian distribution otherwise produced by shot-noise-limited sources as an ideal laser requiring extreme bosonic nonlinear saturations.
• Abstract（参考訳）: システム内のゆらぎを測定することで貴重な資源を抽出するというマクスウェルのデーモン原理は、既に現代の量子物理学を刺激していた。 古典物理学とは対照的に、プローブへの自由結合とその自由測定はシステム状態を根本的に形作る。 これはマックスウェルのデーモン効果の新しい次元となり、得られた情報に加えて、システムに対するバックアクションを利用でき、さらなる応用に不可欠である。 量子ボソニック・マックスウェルのデーモンを2段階のシステムに結合して、この問題に簡単に対処する。 エネルギー的に保守的なJaynes-Cummings相互作用によるエネルギー量子の決定論的多重減算は、非平衡状態をもたらす。 いまだに超ポアソニアンであるが、共鳴的に他の2レベル系を熱状態よりも良く励起することができる。 マクスウェルのデーモン演算によりポアソニアンに近い超ポアソニアン統計のさらなる低減と励起率の向上を図るため、非線形Jaynes-Cummings相互作用によるエネルギー的に保守的なマルチフォノンサブトラクションの使用を提案する。 両方の決定論的減算の最適組み合わせは、ショットノイズ制限源が生成するポアソン分布に極端にボソニックな非線形飽和を必要とする理想的なレーザーとしてアプローチする統計をもたらす。

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