論文の概要: Quantum non-Markovianity, quantum coherence and extractable work in a
general quantum process
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.04996v1
- Date: Sun, 10 Sep 2023 11:05:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-12 15:07:21.072319
- Title: Quantum non-Markovianity, quantum coherence and extractable work in a
general quantum process
- Title（参考訳）: 一般量子過程における量子非マルコフ性、量子コヒーレンス、抽出可能な仕事
- Authors: Amin Mohammadi and Afshin Shafiee
- Abstract要約: 量子熱力学における鍵となる概念は、量子システムから抽出できる最大作業量を指定する、抽出可能な仕事である。
抽出可能な仕事を測定するために異なる量が用いられており、最も一般的なものはエルゴトロピーであり、非平衡と平衡量子自由エネルギーの違いである。
開量子系が完全に正かつトレース保存された動的マップによって記述された一般的な量子過程を通過するときの抽出可能な作業の進化について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A key concept in quantum thermodynamics is extractable work, which specifies
the maximum amount of work that can be extracted from a quantum system.
Different quantities are used to measure extractable work, the most prevalent
of which are ergotropy and the difference between the non-equilibrium and
equilibrium quantum free energy. Using the former, we investigate the evolution
of extractable work when an open quantum system goes through a general quantum
process described by a completely-positive and trace-preserving dynamical map.
We derive a fundamental equation of thermodynamics for such processes as a
relation between the distinct sorts of energy change in such a way the first
and second laws of thermodynamics are combined. We then identify the
contributions made by the reversible and irreversible processes in this
equation and demonstrate that they are respectively responsible for the heat
flow and change in the extractable work during the process. Furthermore, we
discuss the potential benefit of this assignment in favor of a clear
explanation of the impact of quantum effects on the evolution of extractable
work. Specifically, we establish this by directly connecting the extractable
work with standard quantifiers of quantum non-Markovianity and quantum
coherence during the process. We illustrate these results with two examples.
- Abstract（参考訳）: 量子熱力学における鍵となる概念は、量子システムから抽出できる最大作業量を指定する抽出可能作業である。
抽出可能な仕事を測定するために異なる量を用いるが、その中で最も多く用いられるのはエルゴトロピーであり、非平衡と平衡量子自由エネルギーの違いである。
前者を用いて、開量子系が完全正のトレース保存力学写像によって記述された一般量子過程を通過するとき、抽出可能な仕事の進化を調べる。
熱力学の第一法則と第二法則が組み合わさった方法で、異なる種類のエネルギー変化の関係として、そのような過程に対する熱力学の基本方程式を導出する。
次に,この方程式における可逆過程と不可逆過程の寄与を同定し,その過程における熱の流れと抽出可能な作業の変化にそれぞれ責任があることを実証する。
さらに、量子効果が抽出可能な作業の進化に与える影響を明確に説明するために、この課題の潜在的な利点について論じる。
具体的には、抽出可能な仕事と量子非マルコフ性および量子コヒーレンスの標準量子化子を直接結びつけることで、これを確立する。
これらの結果を2つの例で示します。
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