論文の概要: Optimal Thermalization under Indefinite Causal Order with Identical and Asymmetric Baths
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.17357v1
- Date: Fri, 21 Nov 2025 16:23:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-24 18:08:19.104876
- Title: Optimal Thermalization under Indefinite Causal Order with Identical and Asymmetric Baths
- Title（参考訳）: Identical Baths と非対称 Baths による不定因数順序下の最適熱化
- Authors: Neeraj Sharma, Parveen Kumar,
- Abstract要約: 量子演算の順序がコヒーレントな重ね合わせに置かれる不確定因果順序(ICO)は、情報処理タスクを強化するために実証されている。
量子SWITCHの下の2つの熱浴と相互作用する2段階のシステムについて検討し、チャネルの順序をアシラリー量子ビットでコヒーレントに制御する。
解析の結果,制御量子状態の対角成分とコヒーレント成分が温度変化にどう寄与するか,また,その相互作用によって,任意の因果順序で熱応答から逸脱することができるかが明らかとなった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3106063755117399
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Indefinite causal order (ICO), in which the order of quantum operations is placed in a coherent superposition, has been demonstrated to enhance various information-processing tasks. Here, we investigate its impact on the thermodynamic processes generated by thermalizing quantum channels. We consider a two-level system interacting with two thermal baths under a quantum SWITCH, with the channel order controlled coherently by an ancillary qubit. We derive closed-form expressions for the effective inverse temperature $β_f$ of the postselected system state for both identical and distinct bath temperatures, and identify the control-qubit parameters that maximize heating or cooling. Our analysis reveals how the diagonal and coherent components of the control-qubit state contribute separately to the temperature shift, and how their interplay enables departures from the thermal response attainable under any fixed causal order. Bath asymmetry enhances these effects, while reduced purity of the control qubit state suppresses them. These results provide a systematic framework for assessing the thermodynamic capabilities of ICO and clarify the role of quantum coherence as a tunable thermodynamic resource.
- Abstract（参考訳）: 量子演算の順序をコヒーレントな重ね合わせに配置する不定因数順序(ICO)は、様々な情報処理タスクを強化することが示されている。
本稿では,量子チャネルの熱化による熱力学過程への影響について検討する。
量子SWITCHの下の2つの熱浴と相互作用する2段階のシステムについて検討し、チャネルの順序をアシラリー量子ビットでコヒーレントに制御する。
本研究では, 浴槽温度と浴槽温度の双方について, 有効逆温度$β_f$のクローズドフォーム式を導出し, 暖房や冷却を最大化する制御量子ビットパラメータを同定した。
解析の結果,制御量子状態の対角成分とコヒーレント成分が温度変化にどう寄与するか,また,その相互作用によって,任意の因果順序で熱応答から逸脱することができるかが明らかとなった。
バス非対称性はこれらの効果を高める一方、制御量子ビット状態の純度は低下する。
これらの結果は、ICOの熱力学能力を評価するための体系的な枠組みを提供し、チューニング可能な熱力学資源としての量子コヒーレンスの役割を明らかにする。
関連論文リスト
- Lindbladian approach for many-qubit thermal machines: enhancing the performance with geometric heat pumping by entanglement [0.0]
本稿では、相互作用量子ビットに基づくゆっくり駆動された量子熱機械の詳細な解析を行う。
本研究では, 駆動力の作業速度, 貯水池と交換される熱電流, エントロピー生成速度を2次まで明らかに表現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-20T17:44:10Z) - Coherence-Mediated Quantum Thermometry in a Hybrid Circuit-QED Architecture [39.391428786947685]
超伝導量子ビットが2つのボソニックモードに分散結合されたハイブリッド回路量子力学アーキテクチャを解析する。
クビットはプローブモードの敏感な読み出しとして機能し、熱とコヒーレント光子数の変動の干渉を測定可能な劣化にマッピングする。
クビットコヒーレンスエンベロープの解析式を導出し、温度推定のために量子フィッシャー情報を計算し、コヒーレント参照の存在がクビットの感度を熱光子占有率の小さな変化に増幅することを数値的に示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-18T03:06:40Z) - Demonstration of superior communication through thermodynamically free channels in an optical quantum switch [7.160056746098328]
フォトニックプラットフォームにおける熱力学のツールキットを用いた不定因数順序の情報強調効果について検討した。
量子スイッチに埋め込まれたシステムキュービットと2つの熱浴の間の熱的相互作用をシミュレートする。
この結果から、制御量子ビットも考慮された場合、量子スイッチはリソースと見なされるべきであることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-04T11:56:37Z) - Study on many-body phases in Jaynes-Cummings-Hubbard arrays [17.053538029057083]
1次元(1次元)多体系の障害は多体局在(MBL)や熱化などの豊富な位相を生じる。
この研究は、1D JCHモデルにおける豊富な多体相を体系的に明らかにし、障害のない系の熱化特性における相違を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-23T07:52:29Z) - Mixing thermal coherent states for precision and range enhancement in quantum thermometry [0.0]
共振器に縦に結合した2レベルシステムと熱浴を結合させることにより, 熱コヒーレント状態の特別な混合を実現することを提案する。
共振器の状態は、逆転した2つの熱コヒーレント状態の特別な混合であるのに対して、2レベルの系は熱のままである。
この文脈では、共振器は2レベルシステムによって媒介される入浴の未知の温度を測定するプローブとして機能する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-07T12:04:55Z) - Thermal-bath effects in quantum quenches within quantum critical regimes [0.0]
多体系における量子クエンチプロトコル(ハミルトンパラメータの瞬時変化)から生じる平衡外ダイナミクスに対処する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-09T14:46:46Z) - Quantum Fisher Information for Different States and Processes in Quantum
Chaotic Systems [77.34726150561087]
エネルギー固有状態と熱密度行列の両方について量子フィッシャー情報(QFI)を計算する。
局所的なユニタリ変換の結果と比較した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-04T09:28:19Z) - 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) - Experimental Realization of a Quantum Refrigerator Driven by Indefinite
Causal Orders [15.529333491618797]
不定因果順序(ICO)は近年の量子技術において重要な役割を担っている。
核磁気共鳴システムを用いて、ICOによって駆動される核スピンの量子熱力学を実験的に研究した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-25T08:44:25Z) - Out-of-equilibrium quantum thermodynamics in the Bloch sphere:
temperature and internal entropy production [68.8204255655161]
オープンな2レベル量子系の温度に対する明示的な表現を得る。
この温度は、システムが熱貯水池と熱平衡に達すると環境温度と一致する。
この理論の枠組みでは、全エントロピー生産は2つの貢献に分けることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-09T23:06:43Z)
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。