論文の概要: Non-classicality at equilibrium and efficient predictions under non-commuting charges

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.22882v1
• Date: Wed, 30 Jul 2025 17:57:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-31 16:14:18.388313
• Title: Non-classicality at equilibrium and efficient predictions under non-commuting charges
• Title（参考訳）: 非可換電荷下における平衡における非古典性と効率的な予測
• Authors: Lodovico Scarpa, Nishan Ranabhat, Amit Te'eni, Abdulla Alhajri, Vlatko Vedral, Fabio Anza, Luis Pedro García-Pintos,
• Abstract要約: 量子熱力学系は非可換な観測物を保存することができるが、緩和に対するこの現象の結果は完全には理解されていない。 我々は、孤立量子系における平衡と熱化に対する観測可能に依存したアプローチを活用してこの問題を考察する。 この研究により、非可換電荷、弱値、カークウッド・ディラック準確率分布の下での可観測物の緩和という新たな関係が明らかになった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A quantum thermodynamic system can conserve non-commuting observables, but the consequences of this phenomenon on relaxation are still not fully understood. We investigate this problem by leveraging an observable-dependent approach to equilibration and thermalization in isolated quantum systems. We extend such approach to scenarios with non-commuting charges, and show that it can accurately estimate the equilibrium distribution of coarse observables without access to the energy eigenvalues and eigenvectors. Our predictions do not require weak coupling and are not restricted to local observables, thus providing an advantage over the non-Abelian thermal state. Within this approach, weak values and quasiprobability distributions emerge naturally and play a crucial role in characterizing the equilibrium distributions of observables. We show and numerically confirm that, due to charges' non-commutativity, these weak values can be anomalous even at equilibrium, which has been proven to be a proxy for non-classicality. Our work thus uncovers a novel connection between the relaxation of observables under non-commuting charges, weak values, and Kirkwood-Dirac quasiprobability distributions.
• Abstract（参考訳）: 量子熱力学系は非可換な観測物を保存することができるが、この現象が緩和に与える影響は未だ完全には理解されていない。 我々は、孤立量子系における平衡と熱化に対する観測可能に依存したアプローチを活用してこの問題を考察する。 このようなアプローチを非可換電荷のシナリオに拡張し、エネルギー固有値や固有ベクトルにアクセスすることなく、粗い観測変数の平衡分布を正確に推定できることを示します。 我々の予測は弱い結合を必要とせず、局所的な観測物に制限されないため、非アベリア熱状態に対して有利である。 このアプローチでは、弱い値と準確率分布が自然に出現し、可観測物の平衡分布を特徴づける重要な役割を果たす。 我々は、電荷の非可換性のため、これらの弱い値は、非古典性のプロキシであることが証明された平衡でも異常であることを示す。 この研究により、非可換電荷、弱値、カークウッド・ディラック準確率分布の下での可観測物の緩和という新たな関係が明らかになった。

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