論文の概要: Towards Nonlinear Quantum Thermodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.07537v1
- Date: Thu, 10 Jul 2025 08:34:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-11 16:40:15.326267
- Title: Towards Nonlinear Quantum Thermodynamics
- Title(参考訳): 非線形量子熱力学へ向けて
- Authors: Gershon Kurizki, Nilakantha Meher, Avijit Misra, Durga Bhaktavatsala Rao Dasari, Tomas Opatrny,
- Abstract要約: 我々は最近,古典的領域と量子領域の両方で動作可能な非古典的で非線形に機能する熱力学(TD)デバイスをいくつか提案した。
これらのスキームは、非線形TDデバイスの独特な利点、すなわち、自律的で、完全に一貫性のある、散逸のないやり方で行動する能力を明らかにしている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We have recently put forth several schemes of unconventional, nonlinearly-enabled thermodynamic (TD) devices that can operate in either the classical or the quantum domain by transforming thermal-state input in multiple uncorrelated modes into non-gaussian state output in selected modes: a four-mode Kerr-nonlinear interferometer that acts as a heat engine; two coupled Kerr-nonlinear Mach-Zehnder interferometers that act as a phase microscope with unprecedented phase resolution; and a noise sensor that can distinguish between unknown nonlinear quantum processes. These schemes reveal the unique merits of nonlinear TD devices: their ability to act in an autonomous, fully coherent, dissipationless fashion, unlike their conventional counterparts. Here we present the opportunities and challenges facing this new paradigm of nonlinear (NL) quantum and classical TD devices along the following lines: A) Linear versus nonlinear multimode transformations in TD devices: what are the principal distinctions between the two types of transformations? B) Classical versus quantum effects in NL TD devices: what are their main differences? Is quantumness an advantage or a disadvantage? C) Deterministic methods of achieving giant nonlinearity at the few-photon level via coherent processes, including multiatom-bath interactions which can paradoxically yield NL Hamiltonian effects: their comparison with probabilistic, measurement-based methods that can achieve similar NL effects in the quantum domain.
- Abstract(参考訳): 我々は最近、複数の非相関モードの熱状態入力を選択されたモードで非ガウス状態出力に変換することで古典的または量子領域で動作可能な非従来型・非線形熱力学(TD)デバイスについて、熱エンジンとして機能する4モードのカー非線形干渉計と、前例のない位相分解能を持つ位相顕微鏡として機能する2つの結合カー非線形マッハ-ツェンダー干渉計と、未知の非線形量子過程を区別可能なノイズセンサを考案した。
これらのスキームは、非線型TDデバイスの独特な利点を明らかにしている。
ここでは、この新しい非線形(NL)量子および古典的TDデバイスのパラダイムに直面する機会と課題について述べる: (A)TDデバイスにおける線形対非線形多重モード変換:2種類の変換の主な違いは何か。
B)NL TDデバイスにおける古典的効果と量子的効果--主な違いは何か?
量子性は有利か不利益か?
C) 量子領域において同様のNL効果を達成できる確率論的、測定に基づく手法との比較において、NLハミルトニアン効果をパラドックス的に得るマルチ原子-バス相互作用を含む、コヒーレントなプロセスによって、数光子レベルでの巨大非線形性を達成する決定論的方法。
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