論文の概要: A Qubit as a Bridge Between Statistical Mechanics and Quantum Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.15931v1
- Date: Thu, 19 Jun 2025 00:18:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-23 19:00:04.892634
- Title: A Qubit as a Bridge Between Statistical Mechanics and Quantum Dynamics
- Title(参考訳): 統計力学と量子力学の橋渡しとしての量子ビット
- Authors: Manmeet Kaur, Somendra M. Bhattacharjee,
- Abstract要約: この研究は、最も単純な量子系である量子ビットを基礎モデルとして調べることで、熱平衡と量子力学の統一的な視点を示す。
熱分割関数とLoschmidt振幅の両方を複素平面の異なる経路に沿った1つの解析関数の拡張として解釈できることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This work presents a unified perspective on thermal equilibrium and quantum dynamics by examining the simplest quantum system, a qubit, as a foundational model. We show that both the thermal partition function and the Loschmidt amplitude can be understood as extensions of a single analytic function along different paths in the complex plane. The zeros of Loschmidt amplitude encode dynamical features such as orthogonality, rate function singularities, and quantum speed limits, in analogy with the role of partition function zeros in equilibrium statistical mechanics. We further establish, through the Cauchy-Riemann equations, that the high-temperature specific heat corresponds to early-time evolution. The discussion follows a pedagogical progression from a single qubit to an interacting spin chain.
- Abstract(参考訳): この研究は、最も単純な量子系である量子ビットを基礎モデルとして調べることで、熱平衡と量子力学の統一的な視点を示す。
熱分割関数とLoschmidt振幅の両方を複素平面の異なる経路に沿った1つの解析関数の拡張として解釈できることを示す。
ロシミト振幅の零点は、平衡統計力学における分割関数零点の役割と類似して、直交性、速度関数特異点、量子速度制限といった動的特徴を符号化する。
さらに、コーシー・リーマン方程式を通じて、高温比熱が早期進化に対応することを証明した。
この議論は、1つの量子ビットから相互作用するスピン鎖への教育的な進展に続くものである。
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