論文の概要: Efficiently Cooling Quantum Systems with Finite Resources: Insights from Thermodynamic Geometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.06649v1
• Date: Tue, 9 Apr 2024 22:57:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-11 15:59:05.383059
• Title: Efficiently Cooling Quantum Systems with Finite Resources: Insights from Thermodynamic Geometry
• Title（参考訳）: 有限資源を用いた効率的な冷却量子系:熱力学幾何学からの考察
• Authors: Philip Taranto, Patryk Lipka-Bartosik, Nayeli A. Rodríguez-Briones, Martí Perarnau-Llobet, Nicolai Friis, Marcus Huber, Pharnam Bakhshinezhad,
• Abstract要約: ランダウアーの、情報消去中の放熱に関する普遍的な制限は、コンピューティングデバイスが縮小するにつれてますます重要になっている。 そのため、ネルンストの第3法則は、エネルギー、時間、制御の複雑さが分岐しなければならないという無限資源要件を仮定する。 ここでは、有限資源を用いて量子システムを効率的に冷却するという現実的な課題に対処する。
• 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: Landauer's universal limit on heat dissipation during information erasure becomes increasingly crucial as computing devices shrink: minimising heat-induced errors demands optimal pure-state preparation. For this, however, Nernst's third law posits an infinite-resource requirement: either energy, time, or control complexity must diverge. Here, we address the practical challenge of efficiently cooling quantum systems using finite resources. We investigate the ensuing resource trade-offs and present efficient protocols for finite distinct energy gaps in settings pertaining to coherent or incoherent control, corresponding to quantum batteries and heat engines, respectively. Expressing energy bounds through thermodynamic length, our findings illuminate the optimal distribution of energy gaps, detailing the resource limitations of preparing pure states in practical settings.
• Abstract（参考訳）: ランダウアーの、情報消去中の放熱に関する普遍的な制限は、コンピュータ装置が縮小するにつれてますます重要になっている。 しかし、ネルンストの第3法則は、エネルギー、時間、制御の複雑さがばらばらでなければならないという無限資源要件を仮定している。 ここでは、有限資源を用いて量子システムを効率的に冷却するという現実的な課題に対処する。 本稿では, コヒーレントおよび非コヒーレント制御に関する設定において, それぞれ量子電池と熱機関に対応して, 資源のトレードオフと, 有限個のエネルギーギャップに対する効率的なプロトコルについて検討する。 エネルギー境界を熱力学的長さで表現することにより,エネルギーギャップの最適分布を解明し,実際の環境下での純状態作成の資源制限を詳述する。

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