論文の概要: Informational non-equilibrium concentration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.12759v2
• Date: Tue, 04 Feb 2025 11:25:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-05 15:21:52.877263
• Title: Informational non-equilibrium concentration
• Title（参考訳）: 情報非平衡濃度
• Authors: Chung-Yun Hsieh, Benjamin Stratton, Hao-Cheng Weng, Valerio Scarani,
• Abstract要約: 熱力学への情報的貢献は別々に研究することができる。 非平衡であることは、情報内容のみから抽出可能な仕事のような熱力学的資源を提供する。 2量子ビットでは不可能であることが示され、高次元でこれを達成できる状態を見つけることは常に可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Informational contributions to thermodynamics can be studied in isolation by considering systems with fully-degenerate Hamiltonians. In this regime, being in non-equilibrium -- termed informational non-equilibrium -- provides thermodynamic resources, such as extractable work, solely from the information content. The usefulness of informational non-equilibrium creates an incentive to obtain more of it, motivating the question of how to concentrate it: can we increase the local informational non-equilibrium of a product state $\rho\otimes\rho$ under a global closed system (unitary) evolution? We fully solve this problem analytically, showing that it is impossible for two-qubits, and it is always possible to find states achieving this in higher dimensions. Specifically for two-qutrits, we find that there is a single unitary achieving optimal concentration for every state, for which we uncover a Mepmba-like effect. We further discuss the notion of bound resources in this framework, initial global correlations' ability to activate concentration, and applications to concentrating purity and intrinsic randomness.
• Abstract（参考訳）: 熱力学への情報的貢献は、完全に退化したハミルトン系を考えることによって、独立して研究することができる。 この体制では、情報非平衡(informational non-equilibrium)と呼ばれる非平衡状態は、情報内容からのみ抽出可能な仕事のような熱力学的資源を提供する。 情報非平衡の有用性は、より多くを得るインセンティブを生み出し、どのように集中するかという疑問を動機づける: グローバル閉系(単位系)進化の下で、製品状態の局所的な情報非平衡を$\rho\otimes\rho$で増やすことができるか? この問題を解析的に完全に解き、2量子ビットでは不可能であることを示し、高次元でこれを達成できる状態を見つけることは常に可能である。 特に2量子ビットの場合、すべての状態に対して最適な濃度を達成する単一のユニタリが存在することが分かり、そこではMepmbaのような効果が明らかになる。 さらに,本フレームワークにおける境界資源の概念,初期大域的相関による濃度の活性化能力,および純度と固有乱数集中への応用について論じる。

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