論文の概要: Precision is not limited by the second law of thermodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.07948v1
- Date: Wed, 10 Jul 2024 18:00:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-12 21:48:59.207587
- Title: Precision is not limited by the second law of thermodynamics
- Title（参考訳）: 精度は熱力学の第2法則に制限されない
- Authors: Florian Meier, Yuri Minoguchi, Simon Sundelin, Tony J. G. Apollaro, Paul Erker, Simone Gasparinetti, Marcus Huber,
- Abstract要約: 平衡状態から作動する物理的装置は本質的に熱ゆらぎの影響を受けており、その操作精度は制限されている。
我々の理論的な発見は、エントロピー散逸と指数関数的にクロック精度のスケーリングを実現する量子多体システムを示す。
この発見は、コヒーレント量子力学が従来の熱力学の精度限界を超え、将来の高精度で低散逸の量子デバイスの開発を導く可能性があることを示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2094057281590807
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Physical devices operating out of equilibrium are inherently affected by thermal fluctuations, limiting their operational precision. This issue is pronounced at microscopic and especially quantum scales and can only be mitigated by incurring additional entropy dissipation. Understanding this constraint is crucial for both fundamental physics and technological design. For instance, clocks are inherently governed by the second law of thermodynamics and need a thermodynamic flux towards equilibrium to measure time, which results in a minimum entropy dissipation per clock tick. Classical and quantum models and experiments often show a linear relationship between precision and dissipation, but the ultimate bounds on this relationship are unknown. Our theoretical discovery presents an extensible quantum many-body system that achieves clock precision scaling exponentially with entropy dissipation. This finding demonstrates that coherent quantum dynamics can surpass the traditional thermodynamic precision limits, potentially guiding the development of future high-precision, low-dissipation quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 平衡状態から作動する物理的装置は本質的に熱ゆらぎの影響を受けており、その操作精度は制限されている。
この問題は顕微鏡、特に量子スケールで発音され、追加のエントロピー散逸によってのみ緩和される。
この制約を理解することは、基礎物理学と技術設計の両方に不可欠である。
例えば、時計は本質的に熱力学の第2法則によって支配され、時間を測定するために平衡に熱力学的フラックスを必要とする。
古典的および量子的モデルと実験はしばしば精度と散逸の線形関係を示すが、この関係の最終的な境界は分かっていない。
我々の理論的な発見は、エントロピー散逸と指数関数的にクロック精度のスケーリングを実現する拡張可能な量子多体システムを示す。
この発見は、コヒーレント量子力学が従来の熱力学の精度限界を超え、将来の高精度で低散逸の量子デバイスの開発を導く可能性があることを示している。
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