論文の概要: Universal Landauer-Type Inequality from the First Law of Thermodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.11230v1
- Date: Tue, 20 Jun 2023 01:36:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-21 16:02:22.749519
- Title: Universal Landauer-Type Inequality from the First Law of Thermodynamics
- Title（参考訳）: 熱力学第一法則によるユニバーサルランダウアー型不等式
- Authors: Junjie Liu and Hanlin Nie
- Abstract要約: 熱力学の最初の法則は、システムエントロピーとエネルギーの変化をリンクするランダウアー型不等式を普遍的に表すことを示している。
我々の発見は、量子熱力学の分野と量子情報処理のエネルギー学に関連する熱力学の制約を同定する新しい知見を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.211723927647019
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The first law of thermodynamics, which governs energy conservation, is
traditionally formulated as an equality. Surprisingly, we demonstrate that the
first law alone implies a universal Landauer-type inequality linking changes in
system entropy and energy. Unlike the Landauer principle derived from the
second law of thermodynamics, our obtained Landauer-type inequality solely
relies on system information and is applicable in scenarios where implementing
the Landauer principle becomes challenging. Furthermore, the Landauer-type
inequality can complement the Landauer principle by establishing a dual {\it
upper} bound on heat dissipation. We illustrate the practical utility of the
Landauer-type inequality in dissipative quantum state preparation and quantum
information erasure applications. Our findings offer new insights into
identifying thermodynamic constraints relevant to the fields of quantum
thermodynamics and the energetics of quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: エネルギー保存を支配する熱力学の第1法則は伝統的に等式として定式化されている。
驚いたことに、第1法則だけでは、システムエントロピーとエネルギーの変化をリンクするランダウアー型不等式が普遍的に示される。
熱力学の第2法則から導かれるランダウアー原理とは異なり、得られたランダウアー型不等式はシステム情報のみに依存し、ランダウアー原理の実装が困難になるシナリオに適用できる。
さらに、ランドウアー型不等式は熱散逸に束縛された双対 {\it upper} を確立することによってランドウアーの原理を補うことができる。
散逸量子状態形成におけるランドウアー型不等式と量子情報消去応用の実用性を示す。
本研究は,量子熱力学および量子情報処理のエネルギーに関する熱力学的制約の同定に関する新たな知見を提供する。
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