論文の概要: Impact of Information on Quantum Heat Engines

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13371v1
• Date: Mon, 15 Dec 2025 14:25:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.696679
• Title: Impact of Information on Quantum Heat Engines
• Title（参考訳）: 量子熱機関における情報の影響
• Authors: Lindsay Bassman Oftelie, Michele Campisi,
• Abstract要約: フィードバック制御された熱機械を考えると、情報はリソースとして入力される。 我々は、$N$の熱浴とマックスウェルのデーモンと相互作用する一般的な2ストロークの量子熱エンジンの枠組みを示す。
• 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: The emerging field of quantum thermodynamics is beginning to reveal the intriguing role that information can play in quantum thermal engines. Information enters as a resource when considering feedback-controlled thermal machines. While both a general theory of quantum feedback control as well as specific examples of quantum feedback-controlled engines have been presented, still lacking is a general framework for such machines. Here, we present a framework for a generic, two-stroke quantum heat engine interacting with $N$ thermal baths and Maxwell's demon. The demon performs projective measurements on the engine working substance, the outcome of which is recorded in a classical memory, embedded in its own thermal bath. To perform feedback control, the demon enacts unitary operations on the working substance, conditioned on the recorded outcome. By considering the compound machine-memory as a hybrid (classical-quantum) standard thermal machine interacting with $N+1$ thermal baths, our framework puts the working substance and memory on equal footing, thereby enabling a comprehensible resolution to Maxwell's paradox. We illustrate the application of our framework with a two-qubit engine. A remarkable observation is that more information does not necessarily result in better thermodynamic performance: sometimes knowing less is better.
• Abstract（参考訳）: 量子熱力学の新たな分野は、情報が量子熱エンジンで果たす興味深い役割を明らかにし始めている。 フィードバック制御された熱機械を考えると、情報はリソースとして入力される。 量子フィードバック制御の一般的な理論と、量子フィードバック制御エンジンの具体的な例が提示されているが、それでもそのような機械の一般的な枠組みは欠如している。 ここでは、$N$の熱浴とマックスウェルの悪魔と相互作用する一般的な2ストロークの量子熱エンジンの枠組みを示す。 デーモンはエンジンの作動物質を射影的に測定し、その結果は古典的な記憶に記録され、自身の熱浴に埋め込まれる。 フィードバック制御を行うために、デーモンは、記録された結果に基づいて、作業物質に対する一元的な操作を行う。 N+1$の熱浴と相互作用するハイブリッド(古典量子)型熱機械として、複合マシンメモリを考慮し、その動作物質とメモリを等間隔に配置することにより、マクスウェルのパラドックスに対する理解可能な解決を可能にする。 2ビットのエンジンでフレームワークの応用を説明します。 注目すべき観察は、より多くの情報が必ずしもより良い熱力学性能をもたらすとは限らないことである。

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