論文の概要: Inequality for von Neumann entropy change under measurement and dissipation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.12603v1
• Date: Sat, 14 Jun 2025 18:51:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-17 17:28:46.50696
• Title: Inequality for von Neumann entropy change under measurement and dissipation
• Title（参考訳）: 測定・散逸下におけるフォン・ノイマンエントロピー変化の不等式
• Authors: Kohei Kobayashi,
• Abstract要約: 我々は、連続的な測定と散逸の対象となる量子系におけるアンサンブル平均フォン・ノイマンエントロピー変化の低い境界を与える普遍的不等式を導出する。 導出不等式は、佐川-上田不等式のような古典的な情報-熱力学関係を量子状態に一般化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: We derive a universal inequality that provides a lower bound on the ensemble-averaged von Neumann entropy change in a quantum system subject to continuous measurement and dissipation. Our result clarifies how entropy production is fundamentally constrained by three distinct contributions: (i) the non-Hermitian structure of the dissipation operator, (ii) the standard variance associated with measurement-induced fluctuations, and (iii) a generalized quantum variance reflecting the noncommutativity between the measurement observable and the quantum state. This third term vanishes when the state and observable commute, and thus represents a purely quantum contribution arising from coherence disturbance and measurement backaction. The derived inequality generalizes classical information-thermodynamic relations, such as the Sagawa--Ueda inequality, to the quantum regime, providing a new perspective on the trade-offs between information acquisition, control, and entropy production in continuously monitored open quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 我々は、連続的な測定と散逸の対象となる量子系におけるアンサンブル平均フォン・ノイマンエントロピー変化の低い境界を与える普遍的不等式を導出する。 我々の結果は、エントロピー生産が3つの異なる貢献によって根本的に制約されていることを明らかにする。 (i)散逸作用素の非エルミート構造 二 測定により引き起こされる変動に関する標準分散、及び (iii)測度可観測性と量子状態の間の非可換性を反映した一般化量子分散。 この第三項は、状態と可観測的な通勤時に消滅し、従ってコヒーレンス障害と測定バックアクションから生じる純粋に量子的寄与を表す。 導出不等式は、佐川-上田不等式のような古典的な情報熱力学関係を量子状態に一般化し、連続的に監視されたオープン量子システムにおける情報取得、制御、エントロピー生成の間のトレードオフに関する新たな視点を提供する。

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