論文の概要: Invasiveness of non-equilibrium quantum thermometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.03436v1
- Date: Fri, 5 May 2023 11:16:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-08 14:21:47.379061
- Title: Invasiveness of non-equilibrium quantum thermometry
- Title（参考訳）: 非平衡量子温度測定の侵入性
- Authors: Francesco Albarelli, Matteo G. A. Paris, Bassano Vacchini, Andrea
Smirne
- Abstract要約: 量子プローブによって得られた温度情報と、相互作用によって吸収された試料の熱との間には、非自明な関係があることが示されている。
この結果は、量子温度測定の熱力学的およびエネルギー的コストの分析に向けた第一歩でもある。
- 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: One of the main advantages expected from using quantum probes as thermometers
is non invasiveness, i.e., a negligible perturbation to the thermal sample.
However, invasiveness is rarely investigated explicitly. Here, focusing on a
pure-dephasing spin probe in a bosonic sample, we show that there is a
non-trivial relation between the information on the temperature gained by a
quantum probe and the heat absorbed by the sample due to the interaction. We
show that optimizing over the probing time, i.e. considering a time-optimal
probing scheme, also has the benefit of limiting the heat absorbed by the
sample in each shot of the experiment. For such time-optimal protocols, we show
that it is advantageous to have very strong probe-sample coupling, since in
this regime the accuracy increases linearly with the coupling strength, while
the amount of heat per shot saturates to a finite value. Since in
pure-dephasing models the absorbed heat corresponds to the external work needed
to couple and decouple the probe and the sample, our results also represent a
first step towards the analysis of the thermodynamic and energetic cost of
quantum thermometry.
- Abstract（参考訳）: 量子プローブを温度計として使用する際の主な利点は、非侵襲性、すなわち熱試料に対する不可解な摂動である。
しかし、侵襲性は明確に研究されることはめったにない。
ここでは、ボソニック試料中の純脱落スピンプローブに着目し、量子プローブによって得られる温度情報と相互作用による試料の吸収熱との間には、非自明な関係があることを示す。
探索時間、すなわち時間最適探索スキームを考慮した最適化は、実験の各ショットで試料が吸収する熱を制限する効果も有することを示す。
このような時間最適プロトコルの場合、この方法では結合強度とともに精度が直線的に向上する一方、ショット当たりの熱量は有限値となるため、非常に強いプローブ-サンプルカップリングを持つことが有利であることを示す。
純劣化モデルでは、吸収熱はプローブと試料を結合して分離するために必要な外的作業に対応するため、我々の結果は量子温度測定の熱力学的およびエネルギー的コストの分析への第一歩でもある。
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