論文の概要: Heat operator approach to quantum stochastic thermodynamics in the strong-coupling regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.10631v1
• Date: Mon, 14 Apr 2025 18:26:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-16 22:05:53.846360
• Title: Heat operator approach to quantum stochastic thermodynamics in the strong-coupling regime
• Title（参考訳）: 強結合状態における量子確率熱力学への熱作用素アプローチ
• Authors: Sheikh Parvez Mandal, Mahasweta Pandit, Khalak Mahadeviya, Mark T. Mitchison, Javier Prior,
• Abstract要約: 真空状態に関するモーメントが熱浴と交換される熱のモーメントに対応する「熱演算子」を同定する。 このことは、熱統計の統計を標準のユニタリ時間進化問題として再考する。 熱力学貯水池のチェーンマッピングを利用して, オーミックスピンボソンモデルにおける熱揺らぎを計算した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Open quantum systems exchange heat with their environments and the fluctuations of this heat carry crucial signatures of the underlying dynamical processes. Within the well-established two-point measurement scheme and employing thermofield dynamics, we identify a 'heat operator,' whose moments with respect to the vacuum state correspond to the stochastic moments of the heat exchanged with a thermal bath. This recasts the computation of heat statistics as a standard unitary time-evolution problem, allowing us to leverage powerful tensor-network techniques for simulating quantum dynamics. In particular, we exploit the chain mapping of thermodynamic reservoirs to compute heat fluctuations in the Ohmic spin-boson model. The method, however, is general and applies to arbitrary open quantum systems coupled to non-interacting (bosonic or fermionic) thermal environments, offering a powerful, non-perturbative framework for understanding heat transfer in open quantum systems.
• Abstract（参考訳）: オープン量子系は、その環境と熱を交換し、この熱のゆらぎは、基礎となる力学過程の重要なシグネチャを持つ。 熱水浴と交換された熱の確率的モーメントに対応する真空状態に関する「熱演算子」を, 確立された2点測定法と熱場力学を用いて同定した。 これにより、熱統計の計算を標準的なユニタリ時間進化問題として再キャストし、量子力学のシミュレーションに強力なテンソルネットワーク技術を活用することができる。 特に,熱力学的貯水池のチェーンマッピングを利用して,オーミック・スピン・ボソンモデルにおける熱ゆらぎを計算する。 しかし、この方法は一般に、非相互作用(ボゾンまたはフェルミオン)熱環境に結合した任意のオープン量子系に適用され、オープン量子系における熱伝達を理解するための強力な非摂動的枠組みを提供する。

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