論文の概要: Gibbs-preserving operations requiring infinite amount of quantum coherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.03479v1
- Date: Thu, 4 Apr 2024 14:32:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-05 14:31:56.726848
- Title: Gibbs-preserving operations requiring infinite amount of quantum coherence
- Title(参考訳): 無限量の量子コヒーレンスを必要とするギブス保存演算
- Authors: Hiroyasu Tajima, Ryuji Takagi,
- Abstract要約: 熱力学的資源を必要とするギブス保存操作が無数に存在することを示す。
我々の下限はほぼ緊密であり、実装するチャネルによって引き起こされるエネルギー変化に関連する量を特定している。
- 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: Gibbs-preserving operations have been studied as one of the standard free processes in quantum thermodynamics. Although they admit a simple mathematical structure, their operational significance has been unclear due to the potential hidden cost to implement them using an operatioanlly motivated class of operations, such as thermal operations. Here, we show that this hidden cost can be infinite -- we present a family of Gibbs-preserving operations that cannot be implemented by thermal operations aided by any finite amount of quantum coherence. Our result implies that there are uncountably many Gibbs-preserving operations that require unbounded thermodynamic resources to implement, raising a question about employing Gibbs-preserving operations as available thermodynamics processes. This finding is a consequence of the general lower bounds we provide for the coherence cost of approximately implementing a certain class of Gibbs-preserving operations with a desired accuracy. We find that our lower bound is almost tight, identifying a quantity -- related to the energy change caused by the channel to implement -- as a fundamental quantifier characterizing the coherence cost for the approximate implementation of Gibbs-preserving operations.
- Abstract(参考訳): ギブス保存操作は量子熱力学における標準自由過程の1つとして研究されている。
単純な数学的構造は認めているが、熱操作のようなオペティオアンリーに動機づけられた操作を用いてそれらを実装するための潜在的な隠れたコストのために、その運用上の重要性は明らかでない。
ここでは、この隠れたコストが無限であることを示し、有限量の量子コヒーレンスによって支援される熱的操作によって実現できないギブス保存操作の族を示す。
以上の結果から,非有界熱力学資源を必要とするギブス保存操作が無数に存在することが示唆され,ギブス保存操作を利用可能な熱力学プロセスとして利用することに関する疑問が提起された。
この発見は、所望の精度でギブス保存操作のクラスを概ね実装するコヒーレンスコストに対して提供される一般的な下界の結果である。
我々の下限はほぼ厳密であり、チャネルが実装するエネルギー変化に関連する量を、ギブス保存操作の近似的な実装のコヒーレンスコストを特徴付ける基本的な量化器として同定する。
関連論文リスト
- Dilation theorem via Schr\"odingerisation, with applications to the
quantum simulation of differential equations [29.171574903651283]
作用素論におけるナジーのユニタリ拡張定理は、縮約をユニタリ作用素に拡張する可能性を主張する。
本研究では,最近考案されたSchr"odingerisationアプローチの実用性を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-28T08:55:43Z) - Gibbs-Duhem-Informed Neural Networks for Binary Activity Coefficient
Prediction [45.84205238554709]
本稿では,Gibs-Duhem-informed Neural Network を用いて,様々な組成における二成分活性係数の予測を行う。
ニューラルネットワークの学習における損失関数にギブス・デュヘム方程式を明示的に含んでいる。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-05-31T07:36:45Z) - Efficient Quantum Work Reservoirs at the Nanoscale [49.1574468325115]
単発型作業貯水池の可逆性について検討し,多段式作業貯水池に使用する2段式作業貯水池を一般化した。
マルチレベル作業貯水池がランダウアーの境界を達成し、エントロピーをゼロにすることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-05-28T21:52:33Z) - Quantum Thermal State Preparation [39.91303506884272]
量子マスター方程式をシミュレートするための簡単な連続時間量子ギブスサンプリングを導入する。
我々は、特定の純ギブス状態を作成するための証明可能かつ効率的なアルゴリズムを構築した。
アルゴリズムのコストは温度、精度、混合時間に依存している。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-31T17:29:56Z) - Adaptive variational algorithms for quantum Gibbs state preparation [0.0]
本研究では,自由エネルギーと異なり,(ii)動的に生成する問題調整アンゼを用いて測定する目的関数を提案する。
これにより、低深度回路を用いたギブス状態の準備を任意に精度良く行うことができる。
我々のアルゴリズムは、幅広い温度と様々なハミルトンに対して高忠実度ギブズ状態を作成することができることを数値的に示している。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-23T22:54:19Z) - Nonunitary Gate Operations by Dissipation Engineering [0.0]
本研究では,非可逆ゲート操作に必要な非単体進化を実現するために散逸を利用するプロトコルを提案する。
我々は、OR、NOR、XORゲートなどの古典論理演算を考慮に入れたアプローチを例証する。
本研究では, 現実的な量子システムにおいて, 非可逆論理演算を効率的に行うことができ, 非単体進化を得る上では, 散逸工学が必須のツールであることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-01-28T18:53:10Z) - Entanglement cost in topological stabilizer models at finite temperature [0.0]
我々は、$d = 2, 3, 4$ の$d$次元トーリックコードモデルのギブス状態において、絡み合いコストがエンタングルメントの負性度と完全に等しいことを示す。
この混合状態絡み合いの尺度は、有限温度で位相秩序を診断することが知られている。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-01-20T18:59:47Z) - General theory for thermal and nonthermal quantum linear engines [0.0]
本研究では,1つの貯水池工事に結合した場合,人口の逆転がなければ抽出できないことを示す。
本研究では, 作動媒体に流入する熱の比を任意に小さくすることはできず, クラウシウスの不等式を満たすことを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-07T18:55:06Z) - Criticality-enhanced quantum sensor at finite temperature [44.23814225750129]
本研究では, 有限温度における熱力学的臨界量子センシングシナリオを提案する。
ディックモデルの熱力学的臨界度は, センシング精度を著しく向上させることができることが明らかとなった。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-10-15T02:39:31Z) - HEMP: High-order Entropy Minimization for neural network comPression [20.448617917261874]
我々は、量子化された人工ニューラルネットワークのエントロピーを、正規化項として、降下によって最小化されるコスト関数にプラグインできる微分可能な関数として定式化する。
HEMPは, モデル自体の刈り取りや定量化を目的とした他の手法と相乗効果があり, モデルの性能を損なうことなく, ストレージサイズ圧縮性の観点から大きなメリットが得られることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-12T10:17:53Z) - A Variational Quantum Algorithm for Preparing Quantum Gibbs States [0.22559617939136506]
ギブス分布の作成は量子計算の重要な課題である。
量子系の自由エネルギーを最小化することに基づくギブス状態を作成するための変分的アプローチを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-01-31T20:52:50Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。