論文の概要: Precision bounds for multiple currents in open quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09088v1
• Date: Wed, 13 Nov 2024 23:38:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-15 15:23:46.125330
• Title: Precision bounds for multiple currents in open quantum systems
• Title（参考訳）: 開量子系における多重電流の精度境界
• Authors: Saulo V. Moreira, Marco Radaelli, Alessandro Candeloro, Felix C. Binder, Mark T. Mitchison,
• Abstract要約: 我々はマルコフ力学を施した開量子系における複数の観測可能な量子 TUR と KUR を導出する。 我々の境界は、1つの観測可能量に対して以前に導かれた量子 TUR や KUR よりも厳密である。 また、フィッシャー情報行列の対角線外要素が捉えた相関関係の興味深い量子的シグネチャも見出す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.69303106863453
• License:
• Abstract: Thermodynamic (TUR) and kinetic (KUR) uncertainty relations are fundamental bounds constraining the fluctuations of current observables in classical, non-equilibrium systems. Several works have verified, however, violations of these classical bounds in open quantum systems, motivating the derivation of new quantum TURs and KURs that account for the role of quantum coherence. Here, we go one step further by deriving multidimensional KUR and TUR for multiple observables in open quantum systems undergoing Markovian dynamics. Our derivation exploits a multi-parameter metrology approach, in which the Fisher information matrix plays a central role. Crucially, our bounds are tighter than previously derived quantum TURs and KURs for single observables, precisely because they incorporate correlations between multiple observables. We also find an intriguing quantum signature of correlations that is captured by the off-diagonal element of the Fisher information matrix, which vanishes for classical stochastic dynamics. By considering two examples, namely a coherently driven qubit system and the three-level maser, we demonstrate that the multidimensional quantum KUR bound can even be saturated when the observables are perfectly correlated.
• Abstract（参考訳）: 熱力学(TUR)と運動論的(KUR)の不確実性関係は、古典的非平衡系における現在の可観測物のゆらぎを制約する基本的な境界である。 しかし、いくつかの研究は、これらの古典的境界のオープン量子系における違反を証明し、量子コヒーレンスの役割を考慮に入れた新しい量子 TUR と KUR の導出を動機付けている。 ここでは、マルコフ力学を経た開量子系において、多次元KURとTURを複数観測可能とする。 我々の導出は、フィッシャー情報行列が中心的な役割を果たすマルチパラメータ・メトロジーアプローチを利用する。 重要なことに、我々の境界は、1つの観測可能量に対して以前に導かれた量子TURやKURよりも厳密である。 また、古典確率力学のために消滅するフィッシャー情報行列の対角線外要素によって捕捉される相関関係の興味深い量子的シグネチャも見出す。 コヒーレント駆動の量子ビット系と3レベルメーザーの2つの例を考慮し、観測値が完全に相関しているとき、多次元量子KUR境界が飽和可能であることを実証する。

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