論文の概要: Exploring Non-Markovianity in Ergodic Channels: Measuring Memory Retention through Ergotropy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.04993v2
• Date: Sat, 15 Mar 2025 03:44:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-18 17:12:40.904088
• Title: Exploring Non-Markovianity in Ergodic Channels: Measuring Memory Retention through Ergotropy
• Title（参考訳）: エルゴードチャネルにおける非マルコビアン性の探索:エルゴートピーによる記憶保持の測定
• Authors: Ritam Basu, Anish Chakraborty, Himanshu Badhani, Mir Alimuddin, Samyadeb Bhattacharya,
• Abstract要約: 我々は、量子エルゴードチャネルと呼ばれるユニークな固定点を持つ量子演算のクラスを導入し、特徴付ける。 固定点が受動状態である場合、チャネルは熱力学的に重要な意味を持つエルゴトロピーダイナミクスを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work we introduce and characterize a broad class of quantum operations with a unique fixed point, termed quantum ergodic channels. We derive Lindblad-type master equations for these channels in arbitrary finite dimensions and analyze their non-Markovian dynamics using established measures. When the fixed point is a passive state, the channels exhibit ergotropy dynamics with notable thermodynamic implications. Specifically, under Markovian processes, ergotropy, a measure of the extractable work from a system under unitary evolution monotonically decreases. However, in non-Markovian dynamics, ergotropy fluctuates, leading to a backflow effect that highlights memory-induced resource recovery. Our findings suggest that this ergotropy backflow could serve as an operationally meaningful indicator of non-Markovianity, offering new perspectives on the interplay between memory effects and thermodynamic behavior in open quantum systems. This study enhances the theoretical framework for understanding energy dynamics under ergodic channels and highlights new avenues for exploring the implications of memory effects in quantum batteries.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、量子エルゴードチャネルと呼ばれる一意の固定点を持つ広い種類の量子演算を導入し、特徴付ける。 任意の有限次元のチャネルに対してリンドブラッド型マスター方程式を導出し、確立された測度を用いて非マルコフ力学を解析する。 固定点が受動状態である場合、チャネルは熱力学的に重要な意味を持つエルゴトロピーダイナミクスを示す。 具体的には、マルコフ過程の下では、エルゴトロピー(ergotropy)は、一元的進化の下での系からの抽出可能な作業の尺度が単調に減少する。 しかし、非マルコフ力学では、エルゴトロピーは変動し、メモリが引き起こすリソース回復を浮き彫りにするバックフロー効果をもたらす。 このエルゴトロピー逆流は、オープン量子系におけるメモリ効果と熱力学挙動の相互作用に関する新たな視点を提供する、非マルコビアン性の操作的に意味のある指標となる可能性があることを示唆している。 本研究は,エルゴードチャネル下でのエネルギー力学を理解するための理論的枠組みを強化し,量子電池におけるメモリ効果を探求するための新たな道のりを強調する。

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