論文の概要: Parallel ergotropy: Maximum work extraction via parallel local unitary operations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.20916v2
- Date: Thu, 21 Nov 2024 14:30:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-22 15:16:04.938196
- Title: Parallel ergotropy: Maximum work extraction via parallel local unitary operations
- Title（参考訳）: 並列エルゴトロピー:並列局所ユニタリ演算による最大作業抽出
- Authors: Riccardo Castellano, Ranieri Nery, Kyrylo Simonov, Donato Farina,
- Abstract要約: 多くの相互作用するサブシステムからなる量子電池を考える。
本稿では,各サブシステム上での並列な局所的ユニタリ演算による最大抽出作業について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Maximum quantum work extraction is generally defined in terms of the ergotropy functional, no matter how experimentally complicated is the implementation of the optimal unitary allowing for it, especially in the case of multipartite systems. In this framework, we consider a quantum battery made up of many interacting sub-systems and study the maximum extractable work via concurrent local unitary operations on each subsystem. We call the resulting functional parallel ergotropy. Focusing on the bipartite case, we first observe that parallel ergotropy outperforms work extraction via egoistic strategies, in which the first agent A extracts locally on its part the maximum available work and the second agent B, subsequently, extracts what is left on the other part. For the agents, this showcases the need of cooperating for an overall benefit. Secondly, from the informational point of view, we observe that the parallel capacity of a state can detect entanglement and compare it with the statistical entanglement witness that exploits fluctuations of stochastic work extraction. Additionally, we face the technical problem of computing parallel ergotropy. We derive analytical upper bounds for specific classes of states and Hamiltonians and provide receipts to obtain numerical upper bounds via semi-definite programming in the generic case. Finally, extending the concept of parallel ergotropy, we demonstrate that system's free-time evolution and application of local unitaries allow one to saturate the gap with the ergotropy of the whole system.
- Abstract（参考訳）: 最大量子ワーク抽出は、一般にエルゴトロピー関数(英語版)の用語で定義されるが、たとえ実験的に複雑であったとしても、最適なユニタリ化の実装であり、特にマルチパーティイト系の場合である。
本稿では,多くの相互作用するサブシステムからなる量子電池について考察し,各サブシステム上での並列な局所ユニタリ演算による最大抽出作業について考察する。
結果として生じる並列エルゴトロピーを,機能的並列エルゴトロピーと呼ぶ。
両部類に着目して, 並列エルゴトロピーはエゴスティック戦略により作業抽出に優れており, 第1のエージェントAはその部分において, 最大可利用作業を局所的に抽出し, そして第2のエージェントBは, 残りの部分を抽出する。
エージェントにとって、これは全体的な利益のために協力する必要があることを示している。
第二に、情報の観点からは、状態の並列容量が絡みを検知し、確率的作業抽出のゆらぎを利用した統計的絡みの目撃者と比較する。
さらに並列エルゴトロピー計算の技術的問題にも直面している。
我々は、州とハミルトンの特定のクラスに対する解析上界を導出し、一般の場合において半定値プログラミングによって数値上界を得るためのレシートを提供する。
最後に、並列エルゴトロピーの概念を拡張し、系の自由時間発展と局所ユニタリの適用により、系全体のエルゴトロピーとのギャップを飽和させることを実証する。
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