論文の概要: Physically constrained quantum clock-driven dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.02857v3
• Date: Thu, 07 Aug 2025 08:20:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-08 18:59:39.534719
• Title: Physically constrained quantum clock-driven dynamics
• Title（参考訳）: 物理的に制約された量子時計駆動力学
• Authors: Lea Lautenbacher, Giovanni Spaventa, Dario Cilluffo, Susana F. Huelga, Martin B. Plenio,
• Abstract要約: 時計を装備した制御要素は、ハミルトニアンが特定の時間にシステム-貯留層相互作用を統治する相互作用を規定する。 本研究では、時計の理想的なモデルから始め、その主要な前提を体系的に緩和し、より現実的な枠組みを開発する。 提案手法は、クロックダイナミクスのシンプルかつ物理的に一貫した記述を導き、理想的な時間保存から逸脱の分析を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6990493129893112
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Thermal machines are physical systems designed to convert thermal energy into practical work through cyclic state transformations. A key component in such a machine is a clock-equipped control element that dictates which interaction Hamiltonian governs the system-reservoir interactions at specific times, while itself remaining unaffected. However, in the context of quantum dynamics, it is well known that maintaining perfect isolation is practically impossible, except under highly idealized conditions. In this study, we begin with such an idealized model for a clock and systematically relax its main assumptions to develop a more realistic framework. Our approach yields a simplified yet physically consistent description of clock dynamics, enabling the analysis of deviations from ideal time-keeping, which we interpret as clock degradation. We introduce a continuous time operator to derive a lower bound on this degradation, grounded in a generalized time-energy uncertainty relation. These results highlight trade-offs between clock performance and energy uncertainty in physically realizable control schemes.
• Abstract（参考訳）: 熱機械は、循環状態変換によって熱エネルギーを実用的な仕事に変換するように設計された物理システムである。 そのような機械の鍵となる要素は時計を装備した制御要素であり、ハミルトンが特定の時間にシステム-貯留層相互作用を統治するかを規定するが、それ自体は影響を受けない。 しかし、量子力学の文脈では、高度に理想化された条件下では、完全孤立を維持することは事実上不可能であることが知られている。 本研究では、時計の理想的なモデルから始め、その主要な前提を体系的に緩和し、より現実的な枠組みを開発する。 提案手法は、クロックダイナミクスをシンプルかつ物理的に一貫した記述を導き、時計劣化と解釈する理想的な時間保持から逸脱の分析を可能にする。 一般化された時間-エネルギーの不確実性関係を基礎として、この劣化に基づく低境界を導出する連続時間演算子を導入する。 これらの結果は、物理的に実現可能な制御方式におけるクロック性能とエネルギーの不確実性の間のトレードオフを浮き彫りにする。

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