論文の概要: Local and global approaches to the thermodynamics of pure decoherence processes in open quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.11633v1
• Date: Fri, 13 Jun 2025 10:03:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-16 17:50:49.744763
• Title: Local and global approaches to the thermodynamics of pure decoherence processes in open quantum systems
• Title（参考訳）: 開量子系における純脱コヒーレンス過程の熱力学に関する局所的および大域的アプローチ
• Authors: Irene Ada Picatoste, Alessandra Colla, Heinz-Peter Breuer,
• Abstract要約: オープン量子系における純脱コヒーレンス過程の非平衡熱力学を熱貯水池に結合して研究する。 局所的なアプローチでは熱力学量(英語版)は開系の自由度のみを指すが、大域的なアプローチでは、ある量は明確に自由度(英語版)を参照することによって定義される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We study the nonequilibrium thermodynamics of pure decoherence processes in open quantum systems coupled to a thermal reservoir. We review various definitions of central quantities, such as internal energy, work, heat and entropy production, developed within local and global approaches to quantum thermodynamics. Within local approaches thermodynamic quantities only refer to the open system's degrees of freedom, while in the global approaches certain quantities are defined by referring explicitly to the reservoir degrees of freedom. Employing a microscopic, analytically solvable model, we perform a comparison of these two perspectives, revealing substantial differences in the thermodynamic quantities and in the formulations of the first and second law. The main reason for these discrepancies is the fact that the global approaches involve the system-reservoir interaction which exchanges a large amount of energy with the environment, while the average open system energy is constant in time because the dynamics represents pure decoherence and does not affect the open system populations.
• Abstract（参考訳）: オープン量子系における純脱コヒーレンス過程の非平衡熱力学を熱貯水池に結合して研究する。 我々は、量子熱力学の局所的および大域的アプローチで開発された内部エネルギー、仕事、熱、エントロピー生成などの中心的量の様々な定義についてレビューする。 局所的なアプローチでは熱力学量(英語版)は開系の自由度のみを指すが、大域的なアプローチでは、ある量は明確に自由度(英語版)を参照することによって定義される。 微視的, 解析的可解モデルを用いて, これら2つの視点の比較を行い, 熱力学量と第1法則と第2法則の定式化における有意な差異を明らかにした。 これらの相違の主な理由は、大域的なアプローチが環境と大量のエネルギーを交換するシステム-貯留層相互作用に関係しているという事実であり、一方、平均的な開放系エネルギーは時間的に一定である。

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