論文の概要: Exploring the Limits of Controlled Markovian Quantum Dynamics with
Thermal Resources
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.01891v1
- Date: Fri, 3 Mar 2023 12:40:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 15:16:45.212058
- Title: Exploring the Limits of Controlled Markovian Quantum Dynamics with
Thermal Resources
- Title（参考訳）: 熱資源を用いた制御マルコフ量子力学の限界を探る
- Authors: Frederik vom Ende, Emanuel Malvetti, Gunther Dirr, Thomas
Schulte-Herbr\"uggen
- Abstract要約: 熱力学過程の量子力学的半群の生成元を厳密に解析する。
熱演算における量子マップのためのGKSLジェネレータの幅広いクラスを特徴付ける。
我々はこの記述を双線型制御システムの枠組みに用いて、コヒーレントに制御可能な量子系の到達可能な集合を特徴づける。
- 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: Our aim is twofold: First, we rigorously analyse the generators of
quantum-dynamical semigroups of thermodynamic processes. We characterise a wide
class of GKSL-generators for quantum maps within thermal operations and argue
that every infinitesimal generator of (a one-parameter semigroup of) Markovian
thermal operations belongs to this class. We completely classify and visualise
them and their non-Markovian counterparts for the case of a single qubit.
Second, we use this description in the framework of bilinear control systems
to characterise reachable sets of coherently controllable quantum systems with
switchable coupling to a thermal bath. The core problem reduces to studying a
hybrid control system ("toy model") on the standard simplex allowing for two
types of evolution: (i) instantaneous permutations and (ii) a one-parameter
semigroup of $d$-stochastic maps. We generalise upper bounds of the reachable
set of this toy model invoking new results on thermomajorisation. Using tools
of control theory we fully characterise these reachable sets as well as the set
of stabilisable states as exemplified by exact results in qutrit systems.
- Abstract（参考訳）: まず、熱力学過程の量子力学的半群の生成元を厳格に分析する。
熱演算における量子写像に対するGKSL生成器の幅広いクラスを特徴付け、マルコフ熱演算の(1パラメータ半群の)任意の無限小生成器がこのクラスに属すると主張する。
一つの量子ビットの場合、それらとその非マルコフ的対象を完全に分類して視覚化する。
第二に、この記述を双線形制御系の枠組みを用いて、熱浴への交換可能なカップリングを伴うコヒーレントに制御可能な量子系の到達可能な集合を特徴づける。
コア問題は、2種類の進化を可能にする標準的単純度に基づくハイブリッド制御システム("toy model")の研究に還元される。
(i)即時の順列及び
(ii)$d$-stochastic mapsの1パラメータ半群。
我々は,この玩具モデルの到達可能な集合の上界を一般化し,サーモマジョリゼーションの新しい結果をもたらす。
制御理論のツールを用いて、これらの到達可能な集合と安定化可能な状態の集合を完全に特徴づける。
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