論文の概要: Entropy bounds from quantum thermodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.11807v1
- Date: Wed, 16 Apr 2025 06:41:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-17 14:38:11.420632
- Title: Entropy bounds from quantum thermodynamics
- Title（参考訳）: 量子熱力学からのエントロピー境界
- Authors: Massimo Giovannini,
- Abstract要約: ランダウアーの予想は、情報取得に関連するいかなる制限も課さない。
システムのエントロピーの変化は、常に環境に伝達される熱を過小評価する。
量子熱力学の枠組みで導かれる極限もまた、場の理論の観点から精査される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Within an inherently classical perspective, there is always an unavoidable energy cost associated with the information deletion and this common lore is at the heart of the Landauer's conjecture that does not impose, per se, any relevant limit on the information acquisition. Although such a mindset should generally apply to systems of any size, its quantum mechanical implications are particularly intriguing and, for this reason, we examine here a minimal physical structure where the system and the environment are described, respectively, by a pair of quantum oscillators coupled by an appropriate Hermitian interaction able to amplify the entropy of the initial state. Since at the onset of the dynamical evolution the system is originally in a pure state, its entropy variation is always positive semidefinite and the Landauer's conjecture should not impose any constraint. Nonetheless, provided the quantum amplification is effective, it turns out that the entropy variation of the system always undershoots the heat transferred to the environment. When the initial thermal state of the environment is characterized by a chemical potential, the entropy growth is bounded both by the particles and by the heat flowing to the environment. The limits deduced in the quantum thermodynamical framework are also scrutinized from a field theory standpoint where species of different spins are copiously produced (especially in a cosmological context) thanks to the rapid variation of the space-time curvature.
- Abstract（参考訳）: 本質的に古典的な観点では、情報削除に関連する避けられないエネルギーコストが常に存在し、この共通の伝承は、情報取得に関するいかなる制限も課さないランダウアー予想の中心にある。
このような考え方は一般にどんな大きさのシステムにも当てはまるが、その量子力学的含意は特に興味深いものであり、そのため、この系と環境がそれぞれ、初期状態のエントロピーを増幅できる適切なエルミート相互作用によって結合された1対の量子発振器によって記述される最小の物理的構造を考察する。
力学進化の開始時に、系はもともと純粋な状態であるため、エントロピー変分は常に正の半定値であり、ランダウアー予想はいかなる制約も課すべきではない。
それでも、量子増幅が有効であれば、システムのエントロピー変動は常に環境に伝達される熱を過小評価する。
環境の初期熱状態が化学的ポテンシャルによって特徴づけられるとき、エントロピー成長は粒子と環境に流れる熱の両方によって束縛される。
量子熱力学の枠組みで導かれる限界は、時空曲率の急激な変化により、異なるスピンの種が(特に宇宙論的な文脈で)相反的に生成されるフィールド理論の観点からも精査される。
関連論文リスト
- Ultimate precision limit of quantum thermal machines [1.9580473532948401]
熱力学的不確実性関係は、エントロピーの生成が増加するにつれて、熱力学的電流の相対的な分散が減少することを示している。
無限大のエントロピー生成を実現することは現実には不可能であることは明らかである。
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。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-10T07:54:12Z) - Quantum thermalization of translation-invariant systems at high temperature [0.0]
量子熱化は、閉じた量子系が熱平衡にどのように効果的に到達できるかを記述する。
その普遍性と概念的重要性にもかかわらず、量子熱化の完全な証明は数十年にわたって発見されてきた。
量子熱化は3つの条件を満たす局所相互作用を持つ任意の量子ビット系で発生しなければならないことを証明している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-11T18:00:01Z) - Thermodynamic Roles of Quantum Environments: From Heat Baths to Work Reservoirs [49.1574468325115]
量子熱力学における環境は通常、熱浴の役割を担う。
同じモデルでは、環境が3つの異なる熱力学的役割を担っていることが示される。
環境の正確な役割は結合の強さと構造によって決定される。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-01T15:39:06Z) - Quantum relative entropy uncertainty relation [0.0]
古典系では、電流のゆらぎはエントロピー生成の点で低い境界を持つ。
このアイデアを量子系に対して一般化し、量子相対エントロピーの観点から与えられる量子可観測物の不確実性に対する低い境界を求める。
本研究では, 量子エントロピー生成における量子熱力学的不確実性関係を得るために, 任意の力学および非熱環境に有効であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-15T18:58:51Z) - Gauge Quantum Thermodynamics of Time-local non-Markovian Evolutions [77.34726150561087]
一般時間局所非マルコフマスター方程式を扱う。
我々は、電流とパワーを、古典的熱力学のようにプロセスに依存していると定義する。
この理論を量子熱機関に適用することにより、ゲージ変換が機械効率を変化させることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-06T17:59:15Z) - Fast Thermalization from the Eigenstate Thermalization Hypothesis [69.68937033275746]
固有状態熱化仮説(ETH)は閉量子系における熱力学現象を理解する上で重要な役割を果たしている。
本稿では,ETHと高速熱化とグローバルギブス状態との厳密な関係を確立する。
この結果はカオス開量子系における有限時間熱化を説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-14T18:48:31Z) - Open-system approach to nonequilibrium quantum thermodynamics at
arbitrary coupling [77.34726150561087]
熱浴に結合したオープン量子系の熱力学挙動を記述する一般的な理論を開発する。
我々のアプローチは、縮小された開系状態に対する正確な時間局所量子マスター方程式に基づいている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-24T11:19:22Z) - Breakdown of quantum-classical correspondence and dynamical generation
of entanglement [6.167267225728292]
カオスキャビティに閉じ込められた理想フェルミガスによる量子絡み合いの発生について検討する。
粒子運動の量子古典的対応の分解は、多体波動関数の空間構造を劇的に変化させることで、絡み合い構造に大きな変化をもたらす。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-14T03:09:24Z) - Taking the temperature of a pure quantum state [55.41644538483948]
温度は一見単純な概念で、量子物理学研究の最前線ではまだ深い疑問が浮かび上がっています。
本稿では,量子干渉による純状態の温度測定手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:18:37Z) - Out-of-equilibrium quantum thermodynamics in the Bloch sphere:
temperature and internal entropy production [68.8204255655161]
オープンな2レベル量子系の温度に対する明示的な表現を得る。
この温度は、システムが熱貯水池と熱平衡に達すると環境温度と一致する。
この理論の枠組みでは、全エントロピー生産は2つの貢献に分けることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-09T23:06:43Z) - Initial-State Dependence of Thermodynamic Dissipation for any Quantum
Process [0.0]
任意の時間スケールでの開量子系の非平衡熱力学に関する新しい正確な結果を示す。
固定された初期環境を持つ任意の有限時間過程に対して、系の区別の収縮がその熱力学的散逸を正確に定量化することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-26T12:10:10Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。