論文の概要: Information-theoretic derivation of energy and speed bounds

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.13223v1
• Date: Wed, 20 Mar 2024 01:02:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-21 18:27:31.898463
• Title: Information-theoretic derivation of energy and speed bounds
• Title（参考訳）: エネルギーと速度境界の情報理論による導出
• Authors: Lorenzo Giannelli, Giulio Chiribella,
• Abstract要約: 力学が情報非平衡状態から生じるモデルを提供する。 量子論におけるエネルギーの主な特徴を捉えるエネルギーの概念を導出する。 この結果は、量子進化の速度に依存するマンデルスタム・タムを情報理論で再構築するものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2302001830524133
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Information-theoretic insights have proven fruitful in many areas of quantum physics. But can the fundamental dynamics of quantum systems be derived from purely information-theoretic principles, without resorting to Hilbert space structures such as unitary evolution and self-adjoint observables? Here we provide a model where the dynamics originates from a condition of informational non-equilibrium, the deviation of the system's state from a reference state associated to a field of identically prepared systems. Combining this idea with three basic information-theoretic principles, we derive a notion of energy that captures the main features of energy in quantum theory: it is observable, bounded from below, invariant under time-evolution, in one-to-one correspondence with the generator of the dynamics, and quantitatively related to the speed of state changes. Our results provide an information-theoretic reconstruction of the Mandelstam-Tamm bound on the speed of quantum evolutions, establishing a bridge between dynamical and information-theoretic notions.
• Abstract（参考訳）: 情報理論的な洞察は、量子物理学の多くの領域で実りがあることが証明されている。 しかし、量子系の基本的なダイナミクスは、ユニタリ進化や自己随伴可観測性のようなヒルベルト空間構造に頼ることなく、純粋に情報理論の原理から導出できるのだろうか? ここでは、力学が情報非平衡状態から生じるモデル、すなわち、同一に準備されたシステムの分野に関連する参照状態から系の状態が逸脱するモデルを提案する。 このアイデアと3つの基本的な情報理論の原理を組み合わせることで、量子論におけるエネルギーの主な特徴を捉えるエネルギーの概念が導かれる:それは観測可能であり、下から有界であり、時間進化の下で不変であり、ダイナミクスの生成元と1対1の対応であり、状態変化の速度に定量的に関係している。 この結果から,マンデルスタム-タム境界を量子進化の速度で再現し,動的概念と情報理論の概念の橋渡しを行うことができた。

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