論文の概要: Universal Landauer-Like Inequality from the First Law of Thermodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.11230v2
- Date: Wed, 16 Aug 2023 01:27:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-17 16:42:13.338005
- Title: Universal Landauer-Like 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様不等式
- 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結び付けるランダウアーのような普遍的な不等式を意味する。
本稿では、散逸性量子状態準備と量子情報消去への応用におけるランダウアー型不等式の有用性について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.847295047818357
- 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-like inequality linking changes in
system entropy and energy. However, contrasting with the Landauer principle
derived from the second law of thermodynamics, our obtained Landauer-like
inequality solely relies on system information and is applicable in scenarios
where implementing the Landauer principle becomes challenging. Furthermore, the
Landauer-like inequality can complement the Landauer principle by establishing
a dual {\it upper} bound on heat dissipation. We illustrate the practical
utility of the Landauer-like 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
and more specifically, this approach could facilitate investigations into
systems coupled to non-thermal baths or scenarios where access to bath
information is limited.
- 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、最初の法則だけでは、システムエントロピーとエネルギーの変化を結びつけるランダウアーのような普遍的な不等式が示される。
しかし、熱力学の第2法則に由来するランダウアー原理とは対照的に、得られたランダウアー様の不等式はシステム情報にのみ依存しており、ランダウアー原理の実装が困難になるシナリオに適用可能である。
さらに、ランドウアー様の不等式は、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。
本稿では,散逸量子状態形成におけるランドウアー様不等式と量子情報消去応用の実用性を示す。
本研究は,量子熱力学の分野や量子情報処理のエネルギーに関する熱力学的制約を同定するための新たな知見を提供するとともに,より具体的には,非熱水浴や浴場情報へのアクセスが制限された場合のシステム調査を支援する。
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