論文の概要: Efficient Quantum Work Reservoirs at the Nanoscale

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.17815v4
• Date: Sat, 22 Jun 2024 23:43:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-26 05:18:24.610081
• Title: Efficient Quantum Work Reservoirs at the Nanoscale
• Title（参考訳）: ナノスケールにおける効率的な量子ワーク貯留層
• Authors: Jinghao Lyu, Alexander B. Boyd, James P. Crutchfield,
• Abstract要約: 本研究では, ランダウアーの制約下にある2段階の作業貯水池が, 計算中のエネルギー散逸を誤って示唆していることを示す。 対照的に、多層作業貯水池はランダウアーの境界を任意に低エントロピーを発生させながら達成できることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: When reformulated as a resource theory, thermodynamics can analyze system behaviors in the single-shot regime. In this, the work required to implement state transitions is bounded by {\alpha}-Renyi divergences and so differs in identifying efficient operations compared to stochastic thermodynamics. Thus, a detailed understanding of the difference between stochastic and resource-theoretic thermodynamics is needed. To this end, we explore reversibility in the single-shot regime, generalizing the two-level work reservoirs used there to multi-level work reservoirs. This achieves reversibility in any transition in the single-shot regime. Building on this, we systematically develop multi-level work reservoirs in the nondissipation regime with and without catalysts. The resource-theoretic results show that two-level work reservoirs undershoot Landauer's bound, misleadingly implying energy dissipation during computation. In contrast, we demonstrate that multilevel work reservoirs achieve Landauer's bound while producing arbitrarily low entropy.
• Abstract（参考訳）: 資源理論として再編成された場合、熱力学は単発状態における系の挙動を分析することができる。 この場合、状態遷移を実装するのに必要な作業は {\alpha}-Renyi の発散によって制限されるため、確率的熱力学と比較して効率的な演算の特定が異なる。 したがって、確率と資源理論の熱力学の違いを詳細に理解する必要がある。 この目的のために, 単発式作業貯水池の可逆性について検討し, 多段式作業貯水池に使用される2段式作業貯水池を一般化した。 これにより、単発体制におけるあらゆる遷移において可逆性が達成される。 そこで我々は, 触媒を使わずとも非散逸状態の多層作業貯水池を体系的に開発する。 資源理論的な結果から、ランダウアーの制約下にある2段階の作業貯水池は、計算中のエネルギー散逸を誤解を招くことを示している。 対照的に、多層作業貯水池はランダウアーの境界を任意に低エントロピーを発生させながら達成できることを実証する。

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