論文の概要: A hierarchy of thermal processes collapses under catalysis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.13020v2
• Date: Sat, 4 Nov 2023 12:53:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-07 23:19:58.708621
• Title: A hierarchy of thermal processes collapses under catalysis
• Title（参考訳）: 触媒による熱過程の階層崩壊
• Authors: Jeongrak Son, Nelly H.Y. Ng
• Abstract要約: 熱的操作における自由状態は、より単純な操作に必要な非マルコビアン性を提供する触媒として作用することを示す。 この結果は、エネルギー固有ベイジにおけるコヒーレンスを持つ初期状態を含むシナリオにまで拡張される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Thermal operations are a generic description for allowed state transitions under thermodynamic restrictions. However, the quest for simpler methods to encompass all these processes remains unfulfilled. We resolve this challenge through the catalytic use of thermal baths, which are assumed to be easily accessible. We select two sets of simplified operations: elementary thermal operations and Markovian thermal operations. They are known for their experimental feasibility, but fail to capture the full extent of thermal operations due to their innate Markovianity. We nevertheless demonstrate that this limitation can be overcome when the operations are enhanced by ambient-temperature Gibbs state catalysts. In essence, our result indicates that free states within thermal operations can act as catalysts that provide the necessary non-Markovianity for simpler operations. Furthermore, we prove that when any catalyst can be employed, different thermal processes (thermal operations, elementary thermal operations, and Markovian thermal operations) converge. Notably, our results extend to scenarios involving initial states with coherence in the energy eigenbasis, a notoriously difficult process to characterise.
• Abstract（参考訳）: 熱操作は、熱力学的制約下での許容状態遷移の一般的な記述である。 しかし、これらのプロセスをすべて包含するシンプルな方法の探求は未完成のままである。 この課題は、容易に利用できると仮定された熱浴の触媒利用によって解決する。 基本熱操作とマルコフ熱操作の2つの簡易操作を選択した。 彼らは実験的な実現性で知られているが、生来のマルコヴィアン性のために熱活動の完全な範囲を捉えられなかった。 しかし, 環境温度のギブス状態触媒によって操作が強化されると, この制限を克服できることを示す。 以上の結果から, 熱的操作における自由状態は, より単純な操作に必要な非マルコビアン性を与える触媒として機能することが示唆された。 さらに, 触媒が適用できる場合, 異なる熱過程(熱操作, 初等熱操作, マルコフ熱操作)が収束することを示す。 特に,エネルギー固有ベイシスにおける初期状態のコヒーレンスに関するシナリオは,その特徴付けが難しいことで悪名高い。

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