論文の概要: Irreversibility of decorrelating processes: an experimental assessment in cavity QED
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.07011v1
- Date: Sun, 11 Jan 2026 17:57:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-13 19:08:01.116574
- Title: Irreversibility of decorrelating processes: an experimental assessment in cavity QED
- Title（参考訳）: 非相関過程の可逆性:空洞QEDにおける実験的評価
- Authors: Guillaume Cœuret Cauquil, Patrice A. Camati, Irénée Frerot, Zheng Tan, Alexia Auffèves, Igor Dotsenko,
- Abstract要約: 異なる非相関過程を含む前向きサイクルのエントロピー生成を実験的に検討した。
これらのプロセスは、円形のRydberg原子と高品質のマイクロ波空洞の光場で実現された2レベル原子の絡み合わせに適用する。
原子空洞系の量子的性質から、密度行列の最大推定法は標準ではあるが、エントロピー生成の急激な分岐につながることが分かる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5455030879549676
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Entropy production quantifies the amount of irreversibility of a physical process, leading to fundamental bounds for thermodynamic quantities. Particularly in the quantum realm, considerable research has been carried out in the last decades extending entropy production to nonequilibrium processes. We experimentally investigate the entropy production of forward-backward cycles containing different decorrelating processes realized to erase different types of correlations between two interacting systems, from obliterating solely quantum coherence to completely decorrelating local states. We apply these processes to the entanglement of a two-level atom, realized with a circular Rydberg atom, and a light field of a high-quality microwave cavity. The entropy production is computed from the full quantum-state tomography of the system performed at different stages of the interaction-decorrelation sequence. Due to the quantum nature of the atom-cavity system, we find that, although standard, the maximum likelihood estimation method for the density matrix leads to spurious divergences of the entropy production. We propose and implement an alternative estimator that remedies such divergences. Our work experimentally assesses irreversibility of non-thermal processes and addresses the care that must be taken in handling experimental data to estimate the entropy production.
- Abstract（参考訳）: エントロピー生成は物理過程の可逆性の量を定量化し、熱力学量に対する基本的な境界をもたらす。
特に量子領域では、この数十年間でエントロピー生成を非平衡過程に拡張するかなりの研究がなされている。
量子コヒーレンスのみを消し去ることから完全に非相関な局所状態に至る2つの相互作用系間の異なるタイプの相関を消し去るために実現された異なる非相関過程を含む前向きサイクルのエントロピー生成を実験的に検討した。
これらのプロセスは、円形のRydberg原子と高品質のマイクロ波空洞の光場で実現された2レベル原子の絡み合わせに適用する。
エントロピー生成は、相互作用デコレーションシーケンスの異なる段階で実行されるシステムの完全な量子状態トモグラフィーから計算される。
原子空洞系の量子的性質から、密度行列の最大推定法は標準ではあるが、エントロピー生成の急激な分岐につながることが分かる。
そこで我々は,そのような分散を修復する代替推定器を提案し,実装する。
本研究は, 非熱的プロセスの不可逆性を実験的に評価し, エントロピー生産を推定するためには, 実験データを扱う必要がある。
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