論文の概要: Energy change and Landauer's principle in the interaction between qubit and quantum field theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.03729v1
- Date: Wed, 7 Aug 2024 12:35:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-08 17:30:30.219028
- Title: Energy change and Landauer's principle in the interaction between qubit and quantum field theory
- Title（参考訳）: 量子ビットと量子場理論の相互作用におけるエネルギー変化とランダウアーの原理
- Authors: Hao Xu,
- Abstract要約: 量子ビット理論と量子場理論の相互作用の下でのシステム進化の一般的な記述を2階まで与える。
我々は、量子ビットの還元密度行列だけでなく、量子場理論によって得られるバックリアクションを環境として得る。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.034968381804006
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We give a general description of the system evolution under the interaction between qubit and quantum field theory up to the second order perturbation, which is also referred to as the simplified model of light-matter interaction. The results are classified into rotating and counter-rotating wave terms, the former corresponding to stimulated absorption and emission, and the latter to Unruh and inverse Unruh effects. We obtain not only the reduced density matrix of the qubit, but also the backreaction obtained by quantum field theory as the environment. The result shows that the energy variation of the quantum field theory is related to trajectory and the initial state of the qubit, the expectation values of the linear and quadratic field operators, and the temporal order product operator. When the qubit is in accelerated motion, the conventional Unruh effect causes the vacuum state to possess a "temperature", which raises some doubts about the validity of Landauer's principle. We prove that Landauer's principle still holds for any state of motion.
- Abstract（参考訳）: 我々は、量子ビットと量子場理論の相互作用の下でのシステム進化の一般的な記述を第2次摂動まで与え、これは光-物質相互作用の単純化モデルとも呼ばれる。
結果は、回転と反回転の波の項と、刺激された吸収と放出に対応する前の項と、Unruhと逆のUnruh効果に分類される。
我々は、量子ビットの還元密度行列だけでなく、量子場理論によって得られるバックリアクションを環境として得る。
その結果、量子場理論のエネルギー変動は、軌道と量子ビットの初期状態、線形場作用素と二次場作用素の期待値、時間次積作用素と関連していることが示された。
クォービットが加速運動中であるとき、従来のアンルー効果は真空状態が「温度」を持つ原因となり、ランダウアーの原理の妥当性に疑問を呈する。
ランダウアーの原理が依然として運動状態に当てはまることを証明している。
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