論文の概要: Thermal operations from informational equilibrium
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16637v1
- Date: Tue, 22 Jul 2025 14:35:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-23 21:34:14.156133
- Title: Thermal operations from informational equilibrium
- Title（参考訳）: 情報平衡からの熱操作
- Authors: Seok Hyung Lie, Jeongrak Son, Paul Boes, Nelly H. Y. Ng, Henrik Wilming,
- Abstract要約: 熱演算は量子系の熱力学の限界を導出する際、顕著な役割を果たした量子チャネルである。
これらのチャネルは純粋に量子情報理論の特性によって特徴付けられる。
触媒チャネルは、完全退化ハミルトニアンに対してギブス保存写像の洗練された階層構造を提供し、二重ユニタリ量子回路と密接に関連していることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Thermal operations are quantum channels that have taken a prominent role in deriving fundamental thermodynamic limitations in quantum systems. We show that these channels are uniquely characterized by a purely quantum information theoretic property: They admit a dilation into a unitary process that leaves the environment invariant when applied to the equilibrium state. In other words, they are the only channels that preserve equilibrium between system and environment. Extending this perspective, we explore an information theoretic idealization of heat bath behavior, by considering channels where the environment remains locally invariant for every initial state of the system. These are known as catalytic channels. We show that catalytic channels provide a refined hierarchy of Gibbs-preserving maps for fully-degenerate Hamiltonians, and are closely related to dual unitary quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: 熱演算は量子系の基本的な熱力学の限界を導出する際、顕著な役割を果たした量子チャネルである。
これらのチャネルは純粋に量子情報理論的な性質によって特徴付けられており、平衡状態に適用すると環境が不変となるユニタリプロセスへの拡張が認められる。
言い換えれば、これらはシステムと環境の平衡を維持する唯一のチャネルである。
この視点を延長し、システムの初期状態毎に環境が局所的に不変であるチャネルを考慮し、熱浴挙動の情報理論的理想化を考察する。
これらは触媒チャネルとして知られている。
触媒チャネルは、完全退化ハミルトニアンに対してギブス保存写像の洗練された階層構造を提供し、二重ユニタリ量子回路と密接に関連していることを示す。
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