論文の概要: Information geometry approach to quantum stochastic thermodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.06083v3
• Date: Thu, 21 Nov 2024 17:51:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-22 15:15:44.134872
• Title: Information geometry approach to quantum stochastic thermodynamics
• Title（参考訳）: 量子確率熱力学への情報幾何学的アプローチ
• Authors: Laetitia P. Bettmann, John Goold,
• Abstract要約: 近年の進歩により、情報幾何学と古典的熱力学の新たな結びつきが明らかになった。 我々は、任意の量子フィッシャー情報(QFI)を、計量非依存の非一貫性部分と計量依存のコヒーレント寄与に分解できるという事実を利用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Recent advancements have revealed new links between information geometry and classical stochastic thermodynamics, particularly through the Fisher information (FI) with respect to time. Recognizing the non-uniqueness of the quantum Fisher metric in Hilbert space, we exploit the fact that any quantum Fisher information (QFI) can be decomposed into a metric-independent incoherent part and a metric-dependent coherent contribution. We demonstrate that the incoherent component of any QFI can be directly linked to entropic acceleration, and for GKSL dynamics with local detailed balance, to the rate of change of generalised thermodynamic forces and entropic flow, paralleling the classical results. Furthermore, we tighten a classical uncertainty relation between the geometric uncertainty of a path in state space and the time-averaged rate of information change and demonstrate that it also holds for quantum systems. We generalise a classical geometric bound on the entropy rate for far-from-equilibrium processes by incorporating a non-negative quantum contribution that arises from the geometric action due to coherent dynamics. Finally, we apply an information-geometric analysis to the recently proposed quantum-thermodynamic Mpemba effect, demonstrating this framework's ability to capture thermodynamic phenomena.
• Abstract（参考訳）: 最近の進歩は、情報幾何学と古典確率熱力学、特に時間に関するフィッシャー情報(FI)との新たなつながりを明らかにしている。 ヒルベルト空間における量子フィッシャー計量の非特異性を認識し、任意の量子フィッシャー情報(QFI)が計量非依存的非一貫性部分と計量依存的コヒーレント寄与に分解できるという事実を利用する。 我々は,任意のQFIの非コヒーレント成分がエントロピー加速度に直結し,局所的な詳細バランスを持つGKSL力学に対して,一般化熱力学力とエントロピー流の変化率と,古典的な結果と平行に一致することを実証した。 さらに、状態空間における経路の幾何的不確かさと情報変化の時間平均速度との古典的不確実性関係を厳格化し、量子系にも当てはまることを示す。 我々は、コヒーレント力学による幾何学的作用から生じる非負の量子寄与を組み込むことにより、非平衡過程のエントロピー速度に縛られる古典幾何学的幾何学的境界を一般化する。 最後に、最近提案された量子熱力学Mpemba効果に情報幾何学的解析を適用し、この枠組みが熱力学現象を捉える能力を示す。

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