論文の概要: Temperature-heat uncertainty relation for quantum thermometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.14645v1
• Date: Mon, 23 Oct 2023 07:35:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-24 21:48:47.775440
• Title: Temperature-heat uncertainty relation for quantum thermometry
• Title（参考訳）: 量子温度測定における温度-熱の不確かさ関係
• Authors: Ning Zhang, Si-Yuan Bai, and Chong Chen
• Abstract要約: 熱は、熱量計の進化経路に沿った熱交換と関連する軌道熱と相関熱に分けられる。 熱力学における温度・熱の不確かさ関係は、よく知られた温度・エネルギーの不確かさ関係と一致していることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.750116198590414
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the resource theory for temperature estimation. We demonstrate that it is the fluctuation of heat that fundamentally determines temperature precision through the temperature-heat uncertainty relation. Specifically, we find that heat is divided into trajectory heat and correlation heat, which are associated with the heat exchange along thermometer's evolution path and the correlation between the thermometer and the sample, respectively. Based on two type of thermometers, we show that both of these heat terms are resources for enhancing temperature precision. Additionally, we demonstrate that the temperature-heat uncertainty relation is consistent with the well known temperature-energy uncertainty relation in thermodynamics. By clearly distinguishing the resources for enhancing estimation precision, our findings not only explain why various quantum features are crucial for accurate temperature sensing but also provide valuable insights for designing ultrahigh-sensitive quantum thermometers.
• Abstract（参考訳）: 温度推定のための資源理論について検討する。 温度-熱の不確実性関係を通じて温度精度を決定づけるのは熱の変動であることを示す。 具体的には,熱は温度計の進化経路に沿った熱交換と温度計と試料との相関に関連した軌道熱と相関熱に分けられることがわかった。 2種類の温度計に基づいて,両熱項が温度精度向上のための資源であることを示す。 さらに,熱-熱の不確かさ関係は熱力学におけるよく知られた温度-エネルギーの不確かさ関係と一致することを示した。 推定精度を高めるための資源を明確に識別することにより, 様々な量子特性が正確な温度検出に重要である理由だけでなく, 超高感度の量子温度計の設計に有用な知見を提供する。

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