論文の概要: Revising the quantum work fluctuation framework to encompass energy conservation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.18632v1
- Date: Wed, 26 Jun 2024 18:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-28 18:17:19.617572
- Title: Revising the quantum work fluctuation framework to encompass energy conservation
- Title（参考訳）: エネルギー保全を包含する量子ワーク変動フレームワークの改訂
- Authors: Giulia Rubino, Karen V. Hovhannisyan, Paul Skrzypczyk,
- Abstract要約: 我々は、エネルギー保存を引き起こすことに起因するジャジンスキーの等式に対して、真に量子的で正の補正を導入する。
我々は、コヒーレント量子状態のエネルギー保存を確保するために、修正された2点測定方式を構築した。
- 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: Work is a process-based quantity, and its measurement typically requires interaction with a measuring device multiple times. While classical systems allow for non-invasive and accurate measurements, quantum systems present unique challenges due to the influence of the measuring device on the final value of work. As recent studies have shown, among these challenges is the impossibility of formulating a universal definition of work that respects energy conservation for coherent quantum systems and is compatible with the Jarzynski equality - a fluctuation relation linking the equilibrium free energy difference to the non-equilibrium work. Here we overcome this challenge by introducing a genuinely quantum, positive correction to the Jarzynski equality stemming from imposing energy conservation. When sufficiently large, this correction forces quantum work to violate the second law more often. Moreover, we construct modified two-point measurement (TPM) schemes for work that ensure energy conservation for coherent quantum states and align with our quantum-corrected fluctuation relation. We further underscore the practicality and effectiveness of these schemes by providing detailed circuit implementations for them.
- Abstract（参考訳）: 作業はプロセスベースの量であり、その測定は通常、測定装置と何回も対話する必要があります。
古典的なシステムでは非侵襲的で正確な測定が可能であるが、量子システムは測定装置が最終的な作業値に与える影響によってユニークな課題を提示する。
最近の研究が示すように、これらの課題はコヒーレント量子系のエネルギー保存を尊重し、ジャジンスキーの等式(平衡自由エネルギー差と非平衡運動を結び付けるゆらぎ関係)と互換性のある仕事の普遍的な定義を定式化できないことである。
ここでは、エネルギー保存を示唆するジャジンスキーの等式に真に量子的で正の補正を導入することで、この課題を克服する。
十分に大きいと、この補正により量子論は第二法則に違反することが多い。
さらに、コヒーレントな量子状態のエネルギー保存を保証し、量子補正されたゆらぎ関係と整合する作業のために、修正された2点測定(TPM)方式を構築した。
より詳細な回路実装を提供することにより、これらのスキームの実用性と有効性をさらに強調する。
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