論文の概要: Geometry of restricted information: the case of quantum thermodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.06716v1
• Date: Fri, 06 Feb 2026 14:05:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-09 22:18:26.417689
• Title: Geometry of restricted information: the case of quantum thermodynamics
• Title（参考訳）: 制限された情報の幾何学--量子熱力学の場合
• Authors: Tiago Pernambuco, Lucas Chibebe Céleri,
• Abstract要約: 物理法則が微視的情報へのアクセスを制限することによって現れる幾何学的枠組みを定式化する。 測定制約は密度演算子に作用するゲージ対称性としてモデル化され、物理的に区別可能な状態のゲージ還元空間を誘導する。 エントロピー生成は、熱力学軌道のゲージ還元空間上の前方と後方の確率測度の間の相対エントロピーと同一視される。 第3の法則は、熱力学軌道が崩壊しエントロピー生成が消滅する特異なゼロ温度限界として現れる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We formulate a geometric framework in which physical laws emerge from restricted access to microscopic information. Measurement constraints are modeled as a gauge symmetry acting on density operators, inducing a gauge-reduced space of physically distinguishable states. In the case of quantum thermodynamics, this construction leads to a gauge-invariant formulation in which the invariant entropy admits a stochastic description and satisfies a general detailed fluctuation theorem. From this result, we derive an integrated fluctuation theorem and a Clausius-like inequality that unifies the first and second laws in terms of invariant work and coherent heat. Entropy production is identified with the relative entropy between forward and backward probability measures on the gauge-reduced space of thermodynamic trajectories, revealing irreversibility as a geometric consequence of limited observability. The third law emerges as a singular zero-temperature limit in which thermodynamic orbits collapse and entropy production vanishes. Since the framework applies to arbitrary information constraints, it encompasses energy-based thermodynamics as a particular case of more general measurement scenarios.
• Abstract（参考訳）: 物理法則が微視的情報へのアクセスを制限することによって現れる幾何学的枠組みを定式化する。 測定制約は密度演算子に作用するゲージ対称性としてモデル化され、物理的に区別可能な状態のゲージ還元空間を誘導する。 量子熱力学の場合、この構成はゲージ不変な定式化をもたらし、不変エントロピーは確率的記述を認め、一般的な詳細なゆらぎ定理を満たす。 この結果から、積分揺らぎ定理とクラウシウスのような不等式が導出され、不変な仕事とコヒーレントな熱という観点から第一法則と第二法則を統一する。 エントロピー生成は、熱力学的軌跡のゲージ還元された空間上の前方と後方の確率測度の間の相対エントロピーと同一視され、可観測性に制限された幾何学的な結果として不可逆性を明らかにする。 第3の法則は、熱力学軌道が崩壊しエントロピー生成が消滅する特異なゼロ温度限界として現れる。 このフレームワークは任意の情報制約に適用されるため、より一般的な測定シナリオの特別な場合としてエネルギーベースの熱力学を包含する。

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