論文の概要: Thermodynamic approach to quantum cooling limit of continuous Gaussian feedback
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.04270v1
- Date: Thu, 06 Mar 2025 10:02:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-07 15:58:25.265330
- Title: Thermodynamic approach to quantum cooling limit of continuous Gaussian feedback
- Title（参考訳）: 連続ガウスフィードバックの量子冷却限界に対する熱力学的アプローチ
- Authors: Kousuke Kumasaki, Toshihiro Yada, Ken Funo, Takahiro Sagawa,
- Abstract要約: ガウス系における量子フィードバック冷却の基本的な境界を確立する。
既知境界とは対照的に、得られた境界は実験的に実現可能な状況によって飽和することができる。
我々の理論は、量子フィードバック冷却における熱力学的制約を理解するための一般的な枠組みを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Feedback cooling plays a critical role in stabilizing quantum systems and achieving low temperatures, where a key question is to determine the fundamental thermodynamic limits on cooling performance. We establish a fundamental bound on quantum feedback cooling in Gaussian systems, by deriving a generalized second law of thermodynamics involving the kinetic temperatures of the system and a measure of quantum information flow obtained by continuous measurement. In contrast to previously known bounds, the obtained bound can be saturated by experimentally feasible situations using the quantum Kalman filter with a large feedback gain, where the cooling efficiency approaches its maximum. Our theoretical result is numerically demonstrated using parameters from an experiment of levitated nanoparticles. Our theory provides a general framework for understanding the thermodynamic constraints on quantum feedback cooling.
- Abstract（参考訳）: フィードバック冷却は、量子システムを安定化し、低温を達成する上で重要な役割を担っている。
ガウス系の熱力学の一般法則と連続測定により得られた量子情報流の測度を導出することにより、量子フィードバック冷却の基礎的境界を確立する。
既知境界とは対照的に、得られた境界は、冷却効率がその最大値に近づく大きなフィードバックゲインを持つ量子カルマンフィルタを用いて実験的に実現可能な状況で飽和することができる。
この理論結果は, 浮遊ナノ粒子実験から得られたパラメータを用いて数値的に検証した。
我々の理論は、量子フィードバック冷却における熱力学的制約を理解するための一般的な枠組みを提供する。
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