論文の概要: Thermodynamic Trade-Off Relations in Trace-Preserving Completely
Positive Maps and Its Observation on a Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.19293v1
- Date: Thu, 29 Feb 2024 15:55:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-01 14:04:24.040790
- Title: Thermodynamic Trade-Off Relations in Trace-Preserving Completely
Positive Maps and Its Observation on a Quantum Computer
- Title（参考訳）: トレース保存全正写像の熱力学的トレードオフ関係と量子コンピュータ上の観測
- Authors: Nobumasa Ishida and Yoshihiko Hasegawa
- Abstract要約: 観測値と量子時間相関器の精度は熱力学的コストに強く制約されていることを示す。
本研究は,現在の量子技術における熱力学的トレードオフ関係の関連性を明らかにするものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9580473532948401
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Thermodynamic trade-off relations reveal the costs inherent in quantum
information processing. Using the framework of trace-preserving completely
positive maps, we derive a generalized quantum thermodynamic uncertainty
relation applicable to arbitrary observables. Exploiting this relation, we
establish multiple trade-offs that connect thermodynamic costs with the
precision, evolution of observables, and quantum time correlations. We
experimentally demonstrate the trade-off relations using superconducting qubits
on a quantum computer to verify the theory. The empirical results not only show
remarkable agreement with the theoretical predictions but also reveal that the
precision of an observable and the quantum time correlator are tightly
constrained by the thermodynamic cost. Our findings highlight the relevance of
the thermodynamic trade-off relations in current quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 熱力学的トレードオフ関係は、量子情報処理に固有のコストを明らかにする。
トレース保存完全正写像の枠組みを用いて、任意の可観測物に適用可能な一般化された量子熱力学的不確実性関係を導出する。
この関係を展開し、熱力学的コストと精度、可観測物の進化、量子時間相関を結びつける複数のトレードオフを確立する。
量子コンピュータ上で超伝導量子ビットを用いたトレードオフ関係を実験的に検証した。
実験結果は、理論的な予測と顕著な一致を示しただけでなく、観測可能と量子時間コリレータの精度が熱力学的コストによって強く制約されていることも示している。
本研究は,現在の量子技術における熱力学的トレードオフ関係の関連性を明らかにするものである。
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