論文の概要: Operator-based quantum thermodynamic uncertainty relations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.11974v2
• Date: Thu, 25 Jul 2024 23:25:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-29 17:32:36.824123
• Title: Operator-based quantum thermodynamic uncertainty relations
• Title（参考訳）: 演算子に基づく量子熱力学不確実性関係
• Authors: Pratik Sathe, Luis Pedro García-Pintos, Francesco Caravelli,
• Abstract要約: ハイゼンベルクの不確実性関係は、物理系の量子的挙動において重要なフットプリントを持つ。 この原理により、仕事、熱、内部エネルギーに関連する熱力学電流は、よく定義されたエルミート作用素によって記述される。
• 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: The Heisenberg uncertainty relation, which links the uncertainties of the position and momentum of a particle, has an important footprint on the quantum behavior of a physical system. Motivated by this principle, we propose that thermodynamic currents associated with work, heat, and internal energy are described by well-defined Hermitian operators; i.e., we associate physical observables to quantum thermodynamic flows. The observables are defined such that their expectation values match the average values of the associated currents. These rates, or currents, differ from their classical counterparts due to the non-commutativity of the corresponding operators. Using the Robertson-Schr\"odinger uncertainty relation, we then obtain various thermodynamic uncertainty relationships between them. In particular, we connect the fluctuations in heat rate and thermodynamic power with those in internal energy. We further illustrate this approach by applying it to quantum batteries, where we derive an energy-power uncertainty relationship and show how measurements affect the fluctuations.
• Abstract（参考訳）: 粒子の位置と運動量の不確かさを結びつけるハイゼンベルクの不確実性関係は、物理系の量子的挙動に重要なフットプリントを持つ。 この原理により、作業、熱、内部エネルギーに関連する熱力学電流は、よく定義されたエルミート作用素によって記述される。 オブザーバブルは、その期待値が関連する電流の平均値と一致するように定義される。 これらの速度、すなわち電流は、対応する作用素の非可換性のため、古典的なものと異なる。 Robertson-Schr\odingerの不確実性関係を用いて、それらの間の様々な熱力学的不確実性関係を得る。 特に、熱速度と熱力のゆらぎと内部エネルギーのゆらぎを結びつける。 さらに、この手法を量子電池に適用することにより、エネルギー・電力の不確実性関係を導出し、測定が変動にどのように影響するかを示す。

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