論文の概要: Heat and Work in Quantum Thermodynamics: a Cybernetic Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02022v1
- Date: Mon, 4 Mar 2024 13:26:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-06 18:49:31.359245
- Title: Heat and Work in Quantum Thermodynamics: a Cybernetic Approach
- Title（参考訳）: 量子熱力学における熱と仕事--サイバネティックアプローチ
- Authors: William Rupush and Oscar Gr{\aa}n\"as
- Abstract要約: 制御理論による可観測性分解に基づく仕事と熱を区別する新しい提案を提案する。
観測可能エネルギーの即時散逸を表すエルミート作用素を導出し、フォン・ノイマンエントロピーの一般化を提案する。
- 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: We present a new proposal for distinguishing heat from work based on a
control-theoretic observability decomposition. We derive a Hermitian operator
representing instantaneous dissipation of observable energy, and suggest a
generalization of the von-Neumann entropy which can account for the
model-uncertainty also present in pure states if the measured observables are
informationally incomplete. In this view, the transition from a fundamental to
a thermodynamic model consists in mapping the fundamental density matrix to an
effective one, generally of lower dimension, encoding only what is observable
given the constraints of our sensor and actuator capabilities. The generalized
entropy captures the information loss incurred in this mapping. The theory is
illustrated for the central spin model, where we show that the application of
external controls can increase the size of thermal fluctuations and lower the
entropy.
- Abstract（参考訳）: 制御理論による可観測性分解に基づく仕事と熱を区別する新しい提案を提案する。
観測可能エネルギーの即時散逸を表すエルミート作用素を導出し、測定された可観測物が情報的に不完全である場合にも純状態に存在するモデル不確かさを説明できるフォン・ノイマンエントロピーの一般化を提案する。
この観点では、基本密度行列から熱力学モデルへの遷移は、一般的に低次元の有効密度行列にマッピングし、センサとアクチュエータの能力の制約から観測可能なもののみを符号化する。
一般化エントロピーは、このマッピングで発生した情報損失をキャプチャする。
この理論は中心スピンモデルで示されており、外部制御の適用により熱揺らぎの大きさが増大しエントロピーが低下することを示している。
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