論文の概要: Improvement of Speed Limits: Quantum Effect on the Speed in Open Quantum Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.11604v1
- Date: Tue, 15 Oct 2024 13:40:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-16 14:01:53.598480
- Title: Improvement of Speed Limits: Quantum Effect on the Speed in Open Quantum Systems
- Title（参考訳）: 速度限界の改善:オープン量子系における速度に対する量子効果
- Authors: Kotaro Sekiguchi, Satoshi Nakajima, Ken Funo, Hiroyasu Tajima,
- Abstract要約: エントロピーに基づく速度制限は、進化の最小時間を推定するために用いられる。
エントロピーに基づく速度制限の知識を非対称性の資源理論の知識と組み合わせた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: In the context of quantum speed limits, it has been shown that the minimum time required to cause a desired state conversion via the open quantum dynamics can be estimated using the entropy production. However, the established entropy-based bounds tend to be loose, making it difficult to accurately estimate the minimum time for evolution. In this research, we have combined the knowledge of the entropy-based speed limits with that of the resource theory of asymmetry (RTA) and provided much stricter inequalities. Our results show that the limitation on the change rate of states and expectation values can be divided into two parts: quantum coherence for energy (i.e., asymmetry) contributed by the system and the heat bath and the classical entropy-increasing effect from the bath. As a result, our inequalities demonstrate that the difference in the speed of evolution between classical and quantum open systems, i.e., the quantum enhancement in speed, is determined by the quantum Fisher information, which measures quantum fluctuations of energy and serves as a standard resource measure in the resource theory of asymmetry. We further show that a similar relation holds for the rate of change of expectation values of physical quantities.
- Abstract（参考訳）: 量子速度制限の文脈では、オープン量子力学による所望の状態変換を引き起こすのに必要な最小時間はエントロピー生成を用いて推定できることが示されている。
しかし、確立されたエントロピーベースの境界はゆるい傾向にあり、進化の最小時間を正確に見積もるのは困難である。
本研究では、エントロピーに基づく速度制限の知識を非対称性(RTA)の資源理論の知識と組み合わせ、より厳密な不等式を提供した。
その結果, 状態変化率と期待値の制限は, 系の寄与するエネルギーの量子コヒーレンス(非対称性)と熱浴による古典的エントロピー増加効果の2つの部分に分けられることがわかった。
その結果、古典的および量子的開系間の進化速度の差、すなわち速度の量子的拡張は、エネルギーの量子的変動を測定する量子フィッシャー情報によって決定され、非対称性の資源理論における標準資源測度として機能することを示した。
さらに、同様の関係が、物理量の期待値の変化率に成り立つことを示す。
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