論文の概要: All steerable quantum correlations can provide thermodynamic advantages in cooling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.16999v1
• Date: Fri, 21 Nov 2025 07:07:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-24 18:08:18.915491
• Title: All steerable quantum correlations can provide thermodynamic advantages in cooling
• Title（参考訳）: すべてのステアブル量子相関は冷却における熱力学的利点を与えることができる
• Authors: Tanmoy Biswas, Chandan Datta, Luis Pedro Garcia-Pintos,
• Abstract要約: この研究は、古典的な相関のシナリオよりも証明可能な量子優位性を示すために、量子相関の基本的な形式であるステアビリティを利用する。 ステアブル量子相関は冷却作業において常に熱力学的優位性をもたらすことを示す。 以上の結果から, この熱力学的優位性が, ステアビリティの証人となる可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The removal of heat generated during computation poses a major challenge for both classical and quantum information processing. In particular, heat removal is directly linked to a fundamental requirement of quantum computation: the ability to reset a system to a pure state before computation. Efficient cooling is therefore crucial both for advancing our understanding of thermodynamics in the quantum regime and for enabling the development of modern quantum technologies. In this work, we devise a cooling task that exploits steerability, a fundamental form of quantum correlations, to demonstrate a provable quantum advantage over classically correlated scenarios in which steerability is absent. We quantify this advantage by the ratio between the heat removed using steerable quantum correlations and the heat removed using unsteerable classical correlations. Specifically, we show that steerable quantum correlations always provide a thermodynamic advantage in the cooling task. Remarkably, we further establish that the maximum achievable advantage is directly related to a geometric measure of steerability known as steerability robustness. Our results suggest that this thermodynamic advantage can serve as a witness of steerability. Finally, we present examples showing that the advantage can increase with the dimension of the underlying system.
• Abstract（参考訳）: 計算中に発生する熱の除去は、古典情報処理と量子情報処理の両方において大きな課題となる。 特に、熱除去は量子計算の基本的な要件、すなわち計算の前にシステムを純粋な状態にリセットする能力に直接関係している。 したがって、効率的な冷却は、量子状態における熱力学の理解を深め、現代の量子技術の発展を可能にするためにも重要である。 本研究では, ステアビリティが欠落している古典的相関シナリオに対して, 量子相関の基本的な形式であるステアビリティを活用する冷却タスクを考案した。 この利点を、ステアブル量子相関を用いた熱除去と、非ステアブル古典相関による熱除去との比で定量化する。 具体的には、ステアブル量子相関が冷却作業において常に熱力学的優位性をもたらすことを示す。 注目すべきは、最大達成可能な優位性は、ステアビリティの堅牢性として知られる幾何学的尺度と直接的に関係していることである。 以上の結果から, この熱力学的優位性が, ステアビリティの証人となる可能性が示唆された。 最後に,システムの大きさによって利点が増大することを示す。

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