論文の概要: Thermalization and irreversibility of an isolated quantum system II
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.01351v1
- Date: Mon, 02 Jun 2025 06:13:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-04 21:47:34.051467
- Title: Thermalization and irreversibility of an isolated quantum system II
- Title（参考訳）: 孤立量子系の熱化と可逆性 II
- Authors: Xue-Yi Guo,
- Abstract要約: 拡散非平衡状態情報の消去による絡み合いエントロピーの不可逆的な成長を数値的に示す。
我々の研究は、熱力学の第2法則、したがって統計物理学におけるエルゴード仮説が量子情報の観点から理解され、証明できることを実証している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The irreversible entropy increase described by the second law of thermodynamics is fundamentally tied to thermalization and the emergence of equilibrium. In the first part of our work (Ref: arXiv.2503.04152), we constructed an isolated gas system model and numerically demonstrated irreversible growth of entanglement entropy caused by erasure of spread non-equilibrium state information. Here, we mathematically prove that for any macroscopic system in a non-equilibrium state $|\phi_0\rangle$, the quantum state $|\phi'_0\rangle = \hat{O}(t)|\phi_0\rangle$ will inevitably evolve toward equilibrium. Our work demonstrates that the second law of thermodynamics, and consequently the ergodic hypothesis in statistical physics, can be understood and proven from a quantum information perspective. From this perspective, the second law can be stated as: In generic macroscopic physical systems, the spreading and erasure of non-equilibrium information is unavoidable.
- Abstract（参考訳）: 熱力学の第2法則で説明される可逆エントロピーの増加は、基本的に熱化と平衡の出現と結びついている。
本研究の第1部(例: arXiv.2503.04152)では, 拡散非平衡状態情報の消去によるエンタングルメントエントロピーの不可逆的成長を数値的に実証した。
ここでは、非平衡状態 $|\phi_0\rangle$ の任意のマクロ系に対して、量子状態 $|\phi'_0\rangle = \hat{O}(t)|\phi_0\rangle$ が必然的に平衡に向かって進化することを数学的に証明する。
我々の研究は、熱力学の第2法則、したがって統計物理学におけるエルゴード仮説が量子情報の観点から理解され、証明できることを実証している。
この観点から、第2の法則は次のように述べることができる: 一般的なマクロ物理系では、非平衡情報の拡散と消去は避けられない。
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