論文の概要: Catalytic transformations for thermal operations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.04845v2
• Date: Tue, 27 Aug 2024 05:58:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-28 19:39:16.715414
• Title: Catalytic transformations for thermal operations
• Title（参考訳）: 熱操作における触媒変換
• Authors: Jakub Czartowski, A. de Oliveira Junior,
• Abstract要約: この研究は、系、触媒、熱環境の間の最も一般的なエネルギー保存相互作用の下でのエネルギー不整合状態間の変換に焦点を当てている。 唯一の制約は、触媒は他のサブシステムと非飽和で非相関な状態に戻さなければならないことである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: What are the fundamental limits and advantages of using a catalyst to aid thermodynamic transformations between quantum systems? In this work, we answer this question by focusing on transformations between energy-incoherent states under the most general energy-conserving interactions among the system, the catalyst, and a thermal environment. The sole constraint is that the catalyst must return unperturbed and uncorrelated with the other subsystems. More precisely, we first upper bound the set of states to which a given initial state can thermodynamically evolve (the catalysable future) or from which it can evolve (the catalysable past) with the help of a strict catalyst. Secondly, we derive lower bounds on the dimensionality required for the existence of catalysts under thermal process, along with bounds on the catalyst's state preparation. Finally, we quantify the catalytic advantage in terms of the volume of the catalysable future and demonstrate its utility in an exemplary task of generating entanglement and cooling a quantum system using thermal resources.
• Abstract（参考訳）: 量子系間の熱力学的変換を支援する触媒の基本的な限界と利点は何ですか。 本研究は, システム, 触媒, 熱環境間の最も一般的なエネルギー保存相互作用の下でのエネルギー不整合状態間の変換に着目し, この問題に答えるものである。 唯一の制約は、触媒は他のサブシステムと非飽和で非相関な状態に戻さなければならないことである。 より正確には、与えられた初期状態が熱力学的に(触媒可能な未来)に進化できる状態の集合や、より厳密な触媒の助けを借りて(触媒可能な過去)進化できる状態の集合を最初に上界とする。 第2に、触媒の温度過程における存在に必要な寸法の低い境界と触媒の状態形成に関する境界を導出する。 最後に,触媒可能な未来の体積の観点から触媒の利点を定量化し,熱資源を用いた量子系の絡み合いと冷却の模範的タスクにおいてその有用性を実証する。

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