論文の概要: Contextuality in anomalous heat flow
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.09715v2
- Date: Mon, 16 Sep 2024 19:45:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-18 22:00:57.562908
- Title: Contextuality in anomalous heat flow
- Title（参考訳）: 異常熱流の文脈性
- Authors: Naim Elias Comar, Danilo Cius, Luis Felipe Santos, Rafael Wagner, Bárbara Amaral,
- Abstract要約: 量子熱力学では、異常な熱流が起こり、一時的に寒冷状態と暑熱状態がより高温になる。
本研究では,異常な熱流現象が非古典性に直接関連しているシナリオを紹介する。
本研究は,2つの量子ビット系の進化における熱流の研究から,我々の発見は2つの量子ビット系を用いるための人工物ではないことを示す。
- 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: In classical thermodynamics, heat must spontaneously flow from hot to cold systems. In quantum thermodynamics, the same law applies when considering multipartite product thermal states evolving unitarily. If initial correlations are present, anomalous heat flow can happen, temporarily making cold thermal states colder and hot thermal states hotter. Such effect can happen due to entanglement, but also because of classical randomness, hence lacking a direct connection with nonclassicality. In this work, we introduce scenarios where anomalous heat flow \emph{does} have a direct link to nonclassicality, defined to be the failure of noncontextual models to explain experimental data. We start by extending known noncontextuality inequalities to a setup where sequential transformations are considered. We then show a class of quantum prepare-transform-measure protocols, characterized by time intervals $(0,\tau_c)$ for a given critical time $\tau_c$, where anomalous heat flow happens only if a noncontextuality inequality is violated. We also analyze a recent experiment from Micadei et. al. [Nat. Commun. 10, 2456 (2019)] and find the critical time $\tau_c$ based on their experimental parameters. We conclude by investigating heat flow in the evolution of two qutrit systems, showing that our findings are not an artifact of using two-qubit systems.
- Abstract（参考訳）: 古典的な熱力学では、熱は自然に熱から冷たい系へ流れなければならない。
量子熱力学において、同じ法則は、一元的に進化する多部積の熱状態を考えるときに適用される。
初期の相関が存在する場合、異常な熱流が起こり、一時的に冷熱状態が冷たくなり、熱状態が温くなる。
このような効果は絡み合いによって起こりうるが、古典的なランダム性のためもあり、したがって非古典性との直接的なつながりが欠如している。
本研究では, 異常な熱流 \emph{does} が非古典性に直接関連し, 実験データを説明する非文脈モデルの失敗と定義するシナリオを紹介する。
まず、既知の非コンテクスチュアリティの不等式を、逐次変換が考慮される設定に拡張することから始める。
次に、与えられた臨界時間$\tau_c$に対して、時間間隔$(0,\tau_c)$を特徴とする量子準備変換プロトコルのクラスを示す。
Micadei et al (Nat. Commun. 10, 2456 (2019)) による最近の実験も分析し、それらの実験パラメータに基づいて臨界時間 $\tau_c$ を求める。
本研究は,2つの量子ビット系の進化における熱流の研究から,我々の発見は2つの量子ビット系を用いるための人工物ではないことを示す。
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