論文の概要: The thermodynamic uncertainty relation of a quantum-mechanically coupled two-qubit system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.01121v1
• Date: Fri, 02 May 2025 08:59:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-05 17:21:19.978137
• Title: The thermodynamic uncertainty relation of a quantum-mechanically coupled two-qubit system
• Title（参考訳）: 量子力学的に結合した2量子ビット系の熱力学的不確かさ関係
• Authors: Kwang Hyun Cho, Hyukjoon Kwon, Changbong Hyeon,
• Abstract要約: 2つの量子ビット間の量子結合が光子電流、ゆらぎ、TUR境界にどのように影響するかを研究する。 TQS の TUR 境界は、$mathcalQ_rm minrm TQS=mathcalQ_rm minrm TLSapprox 1.25$ のような結合の強さに依存する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9482012852779085
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The minimal bound of the thermodynamic uncertainty relation (TUR) is modulated from that of the classical counterpart ($\mathcal{Q}_{\rm min}=2$) when a quantumness is present in the dynamical process far from equilibrium. A recent study on a dissipative two-level system (TLS) subject to an external field indicates that quantum coherences can suppress the fluctuations of the irreversible current and loosens the TUR bound to $\mathcal{Q}_{\rm min}^{\rm TLS}\approx 1.25$. Here, we extend on the field-driven single TLS to a quantum-mechanically coupled two-qubit system (TQS), and explore, in addition to the single qubit coherence, how the quantum coupling between the two qubits affects the photon current, fluctuations, and the TUR bound. We find that the TUR bound of TQS depends on the strength of coupling, such that $\mathcal{Q}_{\rm min}^{\rm TQS}=\mathcal{Q}_{\rm min}^{\rm TLS}\approx 1.25$ when the two qubits are effectively decoupled under weak coupling, whereas another loose bound $\mathcal{Q}_{\rm min}^{\rm TQS}\approx 1.36$ is identified for two strongly coupled qubits under strong fields. By contrasting the TQS against two coupled noisy oscillators, we illuminate the quantumness unique to the TQS and its effect on the TUR.
• Abstract（参考訳）: 熱力学的不確実性関係(TUR)の最小境界は、量子性が平衡から遠く離れた力学過程に存在するときの古典的関係(\mathcal{Q}_{\rm min}=2$)から変調される。 誘電性二段階系(TLS)の外部場に対する最近の研究は、量子コヒーレンスが不可逆電流のゆらぎを抑え、TURを$\mathcal{Q}_{\rm min}^{\rm TLS}\approx 1.25$に束ねることを示している。 ここでは、フィールド駆動の単一TLSを量子力学的に結合した2量子ビット系(TQS)に拡張し、単一量子ビットコヒーレンスに加えて、2つの量子ビット間の量子結合が光子電流、ゆらぎ、TUR境界にどのように影響するかを探索する。 TQS の TUR 境界はカップリングの強さに依存しており、例えば $\mathcal{Q}_{\rm min}^{\rm TQS}=\mathcal{Q}_{\rm min}^{\rm TLS}\approx 1.25$ は2つの量子ビットが弱カップリングの下で効果的に分離され、別の疎結合 $\mathcal{Q}_{\rm min}^{\rm TQS}\approx 1.36$ は強場の2つの強結合量子ビットに対して同定される。 TQSと2つの結合した雑音振動子を対比することにより、TQS特有の量子性とそのTURへの影響を照らし出す。

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