論文の概要: Quantum Coherence and Anomalous Work Extraction in Qubit Gate Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.09320v1
- Date: Thu, 11 Sep 2025 10:08:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-12 16:52:24.332203
- Title: Quantum Coherence and Anomalous Work Extraction in Qubit Gate Dynamics
- Title（参考訳）: クビットゲートダイナミクスにおける量子コヒーレンスと異常な作業抽出
- Authors: Francesco Perciavalle, Nicola Lo Gullo, Francesco Plastina,
- Abstract要約: 一般化された循環型量子進化における作業抽出におけるコヒーレンスの寄与を定量化する枠組みを開発する。
このフレームワークを単一および2量子ゲート操作のシーケンス中のキュービットに適用することにより、そのような異常な作業交換が発生する特定の条件を特定する。
我々の研究は、量子計算の熱力学におけるコヒーレンスの役割を強調し、特定の量子回路の潜在的な熱力学的関連を体系的に研究するための基盤を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We develop a framework based on the Kirkwood-Dirac quasiprobability distribution to quantify the contribution of coherence to work extraction during generic, cyclic quantum evolutions. In particular, we focus on ``anomalous processes'', counterintuitive scenarios in which, due to the negativity of the quasiprobability distribution, work can be extracted, even when individual processes are associated with energy gain. Applying this framework to qubits undergoing sequences of single- and two-qubit gate operations, we identify specific conditions under which such anomalous work exchanges occur. Furthermore, we analyze the quasiprobabilistic structure of deep quantum circuits and establish a compositional relation linking the work statistics of full circuits to those of their constituent gates. Our work highlights the role of coherence in the thermodynamics of quantum computation and provides a foundation for systematically studying potential thermodynamic relevance of specific quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,カークウッド・ディラック準確率分布に基づくフレームワークを開発し,コヒーレンスによる作業抽出の一般化と循環型量子進化における寄与を定量化する。
特に, 準確率分布の負性性により, 個々のプロセスがエネルギーゲインに関連付けられている場合でも, 作業が抽出されるという, 直感的なシナリオである「非有理過程」に焦点をあてる。
このフレームワークを単一および2量子ゲート操作のシーケンス中のキュービットに適用することにより、そのような異常な作業交換が発生する特定の条件を特定する。
さらに、深部量子回路の準確率構造を解析し、全回路の作業統計と構成ゲートの作業統計を関連付ける構成関係を確立する。
我々の研究は、量子計算の熱力学におけるコヒーレンスの役割を強調し、特定の量子回路の潜在的な熱力学的関連を体系的に研究するための基盤を提供する。
関連論文リスト
- A Lie Algebraic Theory of Barren Plateaus for Deep Parameterized Quantum Circuits [37.84307089310829]
変分量子コンピューティングスキームは、パラメタライズド量子回路を介して初期状態を送信することで損失関数を訓練する。
彼らの約束にもかかわらず、これらのアルゴリズムの訓練性は不毛の台地によって妨げられている。
十分に深いパラメタライズド量子回路の損失関数の分散を正確に表現する一般リー代数を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-17T18:14:10Z) - Quasiprobability distribution of work in the quantum Ising model [0.0]
逆場におけるIsingモデルの作業準確率を研究することによって、プロセスの真に量子的な特徴を明らかにすることを試みる。
本稿では,量子相転移に関連する重要な特徴と初期量子コヒーレンスの役割について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-22T10:07:49Z) - Extracting work from correlated many-body quantum systems [2.0305676256390934]
相互作用しない多体量子系の入力状態における相関の存在は、大域的なユニタリプロセスの下で取り出すことができる作業量の増加につながる。
多数の現場の熱力学的限界において, 相対的に少ない相関強度で完全な作業抽出が達成できることが観察された。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-12T18:00:00Z) - Quantum Causal Unravelling [44.356294905844834]
我々は,多部量子プロセスにおける相互作用の因果構造を明らかにするための,最初の効率的な方法を開発した。
我々のアルゴリズムは、量子プロセストモグラフィーの技法で効率的に特徴付けることができるプロセスを特定するのに利用できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-27T16:28:06Z) - Quantum communication complexity beyond Bell nonlocality [87.70068711362255]
効率的な分散コンピューティングは、リソース要求タスクを解決するためのスケーラブルな戦略を提供する。
量子リソースはこのタスクに適しており、古典的手法よりも優れた明確な戦略を提供する。
我々は,ベルのような不等式に,新たなコミュニケーション複雑性タスクのクラスを関連付けることができることを証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-11T18:00:09Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z) - Quantum Coherence and Ergotropy [0.0]
作業抽出に関する制約は、古典系と量子系の熱力学の理解に不可欠である。
量子設定において、有限時間制御操作は力学系の瞬時エネルギー固有ベイジにおいてコヒーレンスを生成する。
このようなプロトコルにおいて、量子コヒーレント成分を作業収率に分離し、研究する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-09T17:50:13Z) - On estimating the entropy of shallow circuit outputs [49.1574468325115]
確率分布と量子状態のエントロピーを推定することは情報処理の基本的な課題である。
本稿では,有界ファンインと非有界ファンアウトのゲートを持つ対数深度回路か定数深度回路のいずれかによって生成された分布や状態に対するエントロピー推定が,少なくともLearning with Errors問題と同程度難しいことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-27T15:32:08Z)
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。