論文の概要: Generalized $α$-Observational Entropy and Thermodynamic Entropy Production
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.03572v2
- Date: Fri, 13 Sep 2024 14:07:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-16 23:47:01.670118
- Title: Generalized $α$-Observational Entropy and Thermodynamic Entropy Production
- Title（参考訳）: 一般化された$α$-観測エントロピーと熱力学エントロピー生成
- Authors: Shivam Sinha, Nripendra Majumbdar, S. Aravinda,
- Abstract要約: 観測エントロピーの範囲を$alpha$-Observational entropy(alpha$-OE)と呼ばれるパラメータ化バージョンに一般化することで拡張する。
我々は、OEの特性の一般化である$alpha$-OEの様々な性質を証明した。
熱力学的文脈における$alpha$-OEの役割、特に開かつ閉量子系におけるエントロピー生成について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Traditional measures of entropy, like the Von Neumann entropy, while fundamental in quantum information theory, are insufficient when interpreted as thermodynamic entropy due to their invariance under unitary transformations, which contradicts observed entropy increases in isolated systems. Recognizing this limitations of existing measures for thermodynamic entropy, recent research has focused on observational entropy (OE) as a promising alternative, offering practical applicability and theoretical insights. In this work, we extend the scope of observational entropy by generalizing it to a parameterized version called $\alpha$-Observational entropy ($\alpha$-OE). $\alpha$-OE is expressed in terms of the Petz-R\'{e}nyi relative entropy between the states on which a quantum-to-classical channel is applied. The $\alpha$-OE reduces to OE under $\alpha\rightarrow 1$. We prove various properties of the $\alpha$-OE, which are the generalization of the properties of OE, including the monotonically increasing of $\alpha$-OE as a function of refinement of coarse-graining. We further explore the role of $\alpha$-OE in thermodynamic contexts, particularly for the entropy production in open and closed quantum systems and its relation with the Helmholtz free energy.
- Abstract（参考訳）: フォン・ノイマン・エントロピーのような伝統的なエントロピーの測度は、量子情報理論において基本的なものであるが、孤立系において観測されるエントロピーの増加と矛盾するユニタリ変換の下での熱力学的エントロピーとして解釈すると不十分である。
熱力学的エントロピーのこの制限を認識した最近の研究は、観測エントロピー(OE)を実用的な応用可能性と理論的洞察を提供する有望な代替手段として重視している。
本研究では、観測エントロピーの範囲を$\alpha$-Observational entropy ("\alpha$-OE")と呼ばれるパラメータ化バージョンに一般化することで拡張する。
$\alpha$-OE は、量子-古典チャネルが適用される状態の間のペッツ-R\'{e}nyi相対エントロピーで表される。
$\alpha$-OE は $\alpha\rightarrow 1$ で OE に還元される。
OE の性質の一般化である $\alpha$-OE の様々な性質を証明し、粗粒微細化の関数として $\alpha$-OE の単調増加を含む。
さらに、熱力学的文脈における$\alpha$-OEの役割、特に開かつ閉量子系におけるエントロピー生成とヘルムホルツ自由エネルギーとの関係について調べる。
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