論文の概要: Matrix Thermodynamic Uncertainty Relation for Non-Abelian Charge Transport

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.24956v1
• Date: Wed, 31 Dec 2025 16:38:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-01 23:27:28.710543
• Title: Matrix Thermodynamic Uncertainty Relation for Non-Abelian Charge Transport
• Title（参考訳）: 非アベリア電荷輸送のためのマトリックス熱力学不確かさ関係
• Authors: Domingos S. P. Salazar,
• Abstract要約: 運用エントロピー生産から始まるプロセスレベルの行列TURを導出する。 任意の電流ベクトルに対して完全非線形で飽和な下界を証明できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Thermodynamic uncertainty relations (TURs) bound the precision of currents by entropy production, but quantum transport of noncommuting (non-Abelian) charges challenges standard formulations because different charge components cannot be monitored within a single classical frame. We derive a process-level matrix TUR starting from the operational entropy production $Σ= D(ρ'_{SE}\|ρ'_S\!\otimes\!ρ_E)$. Isolating the experimentally accessible bath divergence $D_{\mathrm{bath}}=D(ρ'_E\|ρ_E)$, we prove a fully nonlinear, saturable lower bound valid for arbitrary current vectors $Δq$: $D_{\mathrm{bath}} \ge B(Δq,V,V')$, where the bound depends only on the transported-charge signal $Δq$ and the pre/post collision covariance matrices $V$ and $V'$. In the small-fluctuation regime $D_{\mathrm{bath}}\geq\frac12\,Δq^{\mathsf T}V^{-1}Δq+O(\|Δq\|^4)$, while beyond linear response it remains accurate. Numerical strong-coupling qubit collisions illustrate the bound and demonstrate near-saturation across broad parameter ranges using only local measurements on the bath probe.
• Abstract（参考訳）: 熱力学的不確実性関係 (TURs) はエントロピー生成による電流の精度を拘束するが、非可換(非アベリア)電荷の量子輸送は、異なる電荷成分を単一の古典的フレーム内で監視できないため、標準定式化に挑戦する。 演算エントロピー生成の$Σ= D(ρ'_{SE}\|ρ'_S\! \otimes\! ρ_E)$。 D_{\mathrm{bath}}=D(ρ'_E\|ρ_E)$ とすると、任意の電流ベクトルに対して完全に非線形で飽和な下界は$Δq$: $D_{\mathrm{bath}} \ge B(Δq,V,V')$ となる。 小ゆらぎ系 $D_{\mathrm{bath}}\geq\frac12\,Δq^{\mathsf T}V^{-1}Δq+O(\|Δq\|^4)$ では、線形応答を越えても正確である。 数値的な強い結合量子ビット衝突は、浴槽プローブの局所的な測定のみを用いて、広いパラメータ範囲にまたがる境界とほぼ飽和を示す。

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