論文の概要: Virtual temperatures as a key quantifier for passive states in quantum thermodynamic processes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.04905v1
• Date: Thu, 08 Jan 2026 13:04:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 17:01:53.208768
• Title: Virtual temperatures as a key quantifier for passive states in quantum thermodynamic processes
• Title（参考訳）: 量子熱力学過程における受動状態の量子量子化器としての仮想温度
• Authors: Sachin Sonkar, Ramandeep S. Johal,
• Abstract要約: 偏光理論のレンズによる受動量子状態に対する仮想温度の役割を解析する。 隣接するエネルギーレベルの仮想温度の平均温度は、等エネルギー変換と等エントロピー変換から生じる系の受動的状態を比較するために定義される。 我々は、これらの仮想温度を用いて量子オットーエンジンの中間受動状態を特徴づけ、作業媒体のmin-max仮想温度で表現できるオットー効率の上限を導出する。
• 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: We analyze the role of virtual temperatures for passive quantum states through the lens of majorization theory. A mean temperature over the virtual temperatures of adjacent energy levels is defined to compare the passive states of the system resulting from isoenergetic and isoentropic transformations. The role of the minimum and the maximum (min-max) values of the virtual temperatures in determining the direction of heat flow between the system and the environment is argued based on majorization relations. We characterize the intermediate passive states in a quantum Otto engine using these virtual temperatures and derive an upper bound for the Otto efficiency that can be expressed in terms of the min-max virtual temperatures of the working medium. An explicit example of the coupled-spins system is worked out. Moreover, virtual temperatures serve to draw interesting parallels between the quantum thermodynamic processes and their classical counterparts. Thus, virtual temperature emerges as a key operational quantity linking passivity and majorization to the optimal performance of quantum thermal machines.
• Abstract（参考訳）: 偏光理論のレンズによる受動量子状態に対する仮想温度の役割を解析する。 隣接するエネルギーレベルの仮想温度の平均温度は、等エネルギー変換と等エントロピー変換から生じる系の受動的状態を比較するために定義される。 システムと環境の間の熱流の方向を決定する上での仮想温度の最小値と最大値(最小値)の役割は、偏化関係に基づいて議論される。 我々は、これらの仮想温度を用いて量子オットーエンジンの中間受動状態を特徴づけ、作業媒体のmin-max仮想温度で表現できるオットー効率の上限を導出する。 結合スピンシステムの明示的な例が解決される。 さらに、仮想温度は、量子熱力学過程と古典的な熱力学過程の間の興味深い平行性を引き出すのに役立つ。 このように、仮想温度は、透過性と量子熱機械の最適性能とを結びつける重要な操作量として現れる。

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