論文の概要: Quantum Mpemba-like effect in Unruh thermalization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.05756v1
• Date: Sat, 06 Sep 2025 15:56:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-09 14:07:03.694693
• Title: Quantum Mpemba-like effect in Unruh thermalization
• Title（参考訳）: ウンルー熱化における量子ムペンバ様効果
• Authors: Zihao Wang, Wenjing Chen, Si-Wei Han, Xiaoshan Feng, Linmu Qiao, Zhichun Ouyang, Jun Feng,
• Abstract要約: 我々は量子熱力学の枠組みにおけるウンルー効果の熱的性質を再考する。 ミンコフスキー時空におけるウンルー・デウィット検出器の場合、ギブス平衡状態への可逆的な熱化は異なる軌道に従うことを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.536642197518287
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We revisit the thermal nature of the Unruh effect within a quantum thermodynamic framework. For a Unruh-deWitt (UDW) detector in $n$-dimensional Minkowski spacetime, we demonstrate that its irreversible thermalization to a Gibbs equilibrium state follows distinct trajectories on the Bloch sphere, which depend on the types of fields the detector interacts with, as well as the spacetime dimensionality. Using thermodynamic process functions, particularly quantum coherence and heat that form the quantum First Law, we characterize the Unruh thermalization through a complementary time evolution between the trajectory-dependent rates of process functions. Grounded in information geometry, we further explore the kinematics of the detector state as it "flows" along the trajectory. In particular, we propose two heating/cooling protocols for the UDW detector undergoing Unruh thermalization. We observe a quantum Mpemba-like effect, characterized by faster heating than cooling in terms of Uhlmann fidelity "distance" change. Most significantly, we establish the maximum fidelity difference as a novel diagnostic that essentially distinguishes between Unruh thermalization and its classical counterpart, i.e., classical thermal bath-driven thermalization of an inertial UDW detector. This compelling criterion may serve as a hallmark of the quantum origin of the Unruh effect in future experimental detection and quantum simulation. Finally, we conclude with a general analysis of Unruh thermalization, starting from equal-fidelity non-thermal states, and demonstrate that the detectors' fidelity and "speed" of quantum evolution still exhibit a Mpemba-like behavior.
• Abstract（参考訳）: 我々は量子熱力学の枠組みにおけるウンルー効果の熱的性質を再考する。 ミンコフスキー時空におけるウンルー・デウィット検出器(UDW)に対し、ギブス平衡状態への可逆的な熱化は、検出器が相互作用する磁場の種類や時空次元に依存するブロッホ球上の異なる軌道に従うことを実証する。 熱力学的プロセス関数、特に量子第一法則を形成する量子コヒーレンスと熱を用いて、プロセス関数の軌道依存速度間の相補的時間進化を通じて、アンルー熱化を特徴づける。 情報幾何学を基礎として、軌道に沿って流れる検出器状態の運動学をさらに探求する。 特に,Unruh熱処理中のUDW検出器の加熱冷却プロトコルを2つ提案する。 我々は、ウルマンの忠実度「距離」の変化の観点から、冷却よりも高速な加熱を特徴とする量子Mpemba様効果を観察する。 最も顕著なことは、Unruh熱化と古典的な熱分解、すなわち慣性UDW検出器の古典的な熱浴駆動熱化とを区別する新しい診断法として、最大忠実度差を確立することである。 この魅力的な基準は、将来の実験的検出と量子シミュレーションにおいて、アンルー効果の量子起源の目印となるかもしれない。 最後に、等忠実な非熱状態から始まるウンルー熱化の一般的な分析で結論し、検出器の忠実さと量子進化の「速度」が依然としてメンバ様の挙動を示すことを示した。

関連論文リスト

• Relative entropy formulation of thermalization process in a Schwarzschild spacetime [2.111082537065461]
  シュワルツシルトブラックホールの外にあるウンルー・デウィット検出器のエントロピー定式化における熱化過程の問題を再考する。 オープン量子系の文脈における検出器の遅延時間ダイナミクスを導出する。 我々は,QREのエキゾチックな位置依存性の挙動が,ブラックホール空孔の異なる選択に対応して現れることを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-31T02:34:44Z)
• Thermalization and Criticality on an Analog-Digital Quantum Simulator [133.58336306417294]
  本稿では,69個の超伝導量子ビットからなる量子シミュレータについて述べる。 古典的Kosterlitz-Thouless相転移のシグネチャと,Kibble-Zurekスケール予測からの強い偏差を観測する。 本システムは, 対角二量体状態でディジタル的に調製し, 熱化時のエネルギーと渦の輸送を画像化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-27T17:40:39Z)
• An exactly solvable relativistic quantum Otto engine [0.0]
  本研究では, 作業媒体が熱浴中を一定相対論的速度で移動している場合に, 機械から抽出できる作業量に及ぼす運動の影響について検討した。 速度と抽出された作業の間の非単調な依存は、テーブルトップ実験における熱力学過程の強化に相対論的効果を利用するという興味深い可能性を高める。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-11T15:36:11Z)
• Quantum Effects on the Synchronization Dynamics of the Kuramoto Model [62.997667081978825]
  量子揺らぎは同期の出現を妨げるが、完全に抑制するわけではない。 モデルパラメータへの依存を強調して,臨界結合の解析式を導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-16T16:41:16Z)
• Demonstrating Quantum Microscopic Reversibility Using Coherent States of Light [58.8645797643406]
  本研究では, 量子系が熱浴と相互作用する際の可視性に関する量子一般化を実験的に提案する。 微視的可逆性の原理に対する量子修正が低温限界において重要であることを検証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-26T00:25:29Z)
• Fast Thermalization from the Eigenstate Thermalization Hypothesis [69.68937033275746]
  固有状態熱化仮説(ETH)は閉量子系における熱力学現象を理解する上で重要な役割を果たしている。 本稿では,ETHと高速熱化とグローバルギブス状態との厳密な関係を確立する。 この結果はカオス開量子系における有限時間熱化を説明する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-14T18:48:31Z)
• Thermality of the Unruh effect with intermediate statistics [1.2816011524471358]
  我々は,コヒーレンスモノトンがウンルーデコヒーレンスの下で異なるダイナミクスを持ち,静的観測者のための熱浴であることを示す。 特に, 一定のスケーリング次元を持つ共形背景に対して, ウンルーデコヒーレンスを増大させる場合でも, 一定の適切な時間にコヒーレンス復活が生じることを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-11T10:11:02Z)
• General features of the thermalization of particle detectors and the Unruh effect [0.0]
  我々は、曲面時空における量子場理論において、局所的に$any$演算子に結合するスミア粒子検出器の熱化について研究する。 磁場状態が検出器の局所的な時間進化の概念に対して逆温度$beta$でKMS条件を満たす場合、合理的な仮定は、長い相互作用時間の制限でプローブが温度を1/beta$に温めることを保証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-28T18:00:05Z)
• Probing eigenstate thermalization in quantum simulators via fluctuation-dissipation relations [77.34726150561087]
  固有状態熱化仮説(ETH)は、閉量子多体系の平衡へのアプローチの普遍的なメカニズムを提供する。 本稿では, ゆらぎ・散逸関係の出現を観測し, 量子シミュレータのフルETHを探索する理論に依存しない経路を提案する。 我々の研究は、量子シミュレータにおける熱化を特徴づける理論に依存しない方法を示し、凝縮物質ポンプ-プローブ実験をシミュレーションする方法を舗装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-20T18:00:02Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。