論文の概要: The second law of information thermodynamics for general quantum measurement processes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.15558v1
• Date: Tue, 29 Aug 2023 18:24:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-31 15:42:48.834836
• Title: The second law of information thermodynamics for general quantum measurement processes
• Title（参考訳）: 一般量子計測プロセスにおける情報熱力学第二法則
• Authors: Shintaro Minagawa, Kenta Sakai, Kohtaro Kato, Francesco Buscemi
• Abstract要約: 本稿では,情報熱力学の一般法則を定式化するとともに,第2法則の不等式の有効性の条件について述べる。 副産物として,Groenewold-Ozawa情報ゲインを,フィードバック制御により抽出可能な作業の特徴付けを行う適切な情報尺度として同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.184775414778289
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Feedback control protocols have often been considered as a model to embody and study Maxwell's demon paradox and the interplay between thermodynamics and information processing. Such studies have led to the conclusion, now widely accepted in the community, that Maxwell's demon and thermodynamics can peacefully coexist because any gain provided by the demon must be offset by the cost of performing the measurement and resetting the demon's memory to its initial state. Statements of this kind are collectively referred to as the second law of information thermodynamics. However, previous studies in this direction made several assumptions, thus obtaining a second law of information thermodynamics that is not universally applicable and whose range of validity is not clear. In this work, we fill this gap by providing necessary and sufficient conditions for the validity of the second law inequalities and formulate a generalized second law of information thermodynamics. The generalized second law can be reduced to the known ones under the same or fewer assumptions. As a by-product, we identify the Groenewold-Ozawa information gain as the proper information measure characterizing the work extractable by feedback control.
• Abstract（参考訳）: フィードバック制御プロトコルは、マックスウェルの悪魔パラドックスと熱力学と情報処理の相互作用を具現化し研究するモデルとしてしばしば考えられている。 このような研究は、マクスウェルの悪魔と熱力学が平和的に共存できるという結論に繋がった。なぜなら、デーモンが提供した利得は、測定を行い、デーモンの記憶を初期状態に戻すコストによって相殺されなければならないからである。 この種のステートメントをまとめて、情報熱力学の第2法則と呼ぶ。 しかし、この方向の以前の研究はいくつかの仮定を定めており、普遍的に適用できない情報熱力学の第2法則が得られており、その妥当性は明確ではない。 本研究では,情報熱力学の一般法則を定式化した第2法則の不等式の有効性について,必要かつ十分な条件を提供することで,このギャップを埋める。 一般化された第二法則は、同じまたは少ない仮定の下で既知の法則に還元することができる。 副産物として,フィードバック制御によって抽出可能な作業を特徴付ける適切な情報尺度として,groenewold-ozawa情報ゲインを同定する。

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