論文の概要: Ultimate precision limit of quantum thermal machines

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.07271v1
• Date: Tue, 10 Dec 2024 07:54:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-11 14:35:53.173909
• Title: Ultimate precision limit of quantum thermal machines
• Title（参考訳）: 量子熱機械の極端精度限界
• Authors: Yoshihiko Hasegawa,
• Abstract要約: 熱力学において、不確実性関係は、熱力学電流の相対的分散とエントロピー生成とのトレードオフを明らかにした。 本文では,有限次元システムと環境内で動作するオープン量子熱機械の最終的な精度限界を定めている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9580473532948401
• License:
• Abstract: Enhancing the precision of a thermodynamic process inevitably necessitates a thermodynamic cost - a principle formulated as the thermodynamic uncertainty relation. In stochastic thermodynamics, the thermodynamic uncertainty relation revealed a trade-off between the relative variance of a thermodynamic current and the entropy production. Although the thermodynamic uncertainty relation states that infinitely-large entropy production enables unbounded precision improvements, this is infeasible in reality. In this Letter, we establish the ultimate limits of precision for open quantum thermal machines operating within a finite-dimensional system and environment. We derive bounds on the relative variance and the expectation of observables, applicable to any unitary evolution of the composite system. These bounds are governed by the minimum eigenvalue factor, which serves as a maximal entropy production attainable by the quantum dynamics and parallels the concept of dynamical activity in classical stochastic thermodynamic. Our findings provide insights into fundamental limits on the precision of quantum thermal machines.
• Abstract（参考訳）: 熱力学的プロセスの精度を高めるには、必然的に熱力学的コストが必要であり、熱力学的不確実性関係として定式化された原理である。 確率的熱力学において、熱力学の不確実性関係は、熱力学電流の相対的分散とエントロピー生成とのトレードオフを明らかにした。 熱力学的不確実性関係は、無限大のエントロピー生成は非有界な精度の向上を可能にすると述べるが、現実には実現不可能である。 本文では,有限次元システムと環境内で動作するオープン量子熱機械の最終的な精度限界を定めている。 我々は、合成系の任意のユニタリ進化に適用できる、相対的分散と可観測物の期待に基づく境界を導出する。 これらの境界は最小固有値因子によって支配され、量子力学によって達成できる最大エントロピー生成として機能し、古典確率熱力学における力学活性の概念を平行にしている。 本研究は,量子熱機械の精度に関する基礎的限界について考察した。

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