論文の概要: Geometric quantum thermodynamics: A fibre bundle approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14383v1
• Date: Tue, 16 Dec 2025 13:20:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-17 16:49:26.722795
• Title: Geometric quantum thermodynamics: A fibre bundle approach
• Title（参考訳）: 幾何学的量子熱力学:ファイバーバンドルアプローチ
• Authors: T. Pernambuco, L. C. Céleri,
• Abstract要約: 量子力学において、情報理論は量子系の熱的性質を記述する上で重要な役割を果たす。 近年、量子熱力学ゲージ理論の形で新しいアプローチが提案されている。 量子熱力学のゲージ理論には、2つの異なる幾何学的構造が存在することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Classical thermodynamics is a theory based on coarse-graining, meaning that the thermodynamic variables arise from discarding information related to the microscopic features of the system at hand. In quantum mechanics, however, where one has a high degree of control over microscopic systems, information theory plays an important role in describing the thermal properties of quantum systems. Recently, a new approach has been proposed in the form of a quantum thermodynamic gauge theory, where the notion of redundant information arises from a group of physically motivated gauge transformations called the thermodynamic group. In this work, we explore the geometrical structure of quantum thermodynamics. Particularly, we do so by explicitly constructing the relevant principal fibre bundle. We then show that there are two distinct (albeit related) geometric structures associated with the gauge theory of quantum thermodynamics. In this way, we express thermodynamics in the same mathematical (geometric) language as the fundamental theories of physics. Finally, we discuss how the geometric and topological properties of these structures may help explain fundamental properties of thermodynamics.
• Abstract（参考訳）: 古典的熱力学は粗粒化に基づく理論であり、熱力学の変数は、目の前のシステムの顕微鏡的特徴に関連する情報を捨てることから生じる。 しかし、マイクロシステムに対する高度な制御を持つ量子力学では、情報理論は量子系の熱的性質を記述する上で重要な役割を果たす。 近年、量子熱力学ゲージ理論(英語版)の形で新しいアプローチが提案され、熱力学群と呼ばれる物理的に動機付けられたゲージ変換の群から冗長な情報の概念が生まれる。 本研究では,量子熱力学の幾何学構造について考察する。 特に、関連する主ファイバー束を明示的に構成することでそうする。 次に、量子熱力学のゲージ理論に関連付けられた2つの異なる(しかし、関連する)幾何学構造が存在することを示す。 このようにして、物理学の基本理論と同じ数学的(幾何学的)言語で熱力学を表現する。 最後に、これらの構造の幾何学的および位相的性質が熱力学の基本的な性質を説明するのにどう役立つかについて論じる。

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