論文の概要: Thermodynamic Uncertainty Relation with Quantum Feedback
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.22651v1
- Date: Thu, 26 Feb 2026 06:07:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-27 18:41:22.550686
- Title: Thermodynamic Uncertainty Relation with Quantum Feedback
- Title（参考訳）: 量子フィードバックと熱力学的不確かさの関係
- Authors: Ryotaro Honma, Tan Van Vu,
- Abstract要約: 量子系におけるゆらぎ抑制におけるフィードバック制御の役割について検討する。
エントロピー生成と相互情報の観点から、任意の時間積分電流に対して有限時間TURを導出する。
本研究では, フィードバック制御が熱力学的コストとともに変動を抑制する方法を明らかにし, 情報に基づく制御によって課される基本精度を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Fluctuations are intrinsic to microscopic systems and impose fundamental limits on nonequilibrium precision, as captured by the thermodynamic uncertainty relation (TUR), which links current fluctuations to entropy production. While feedback control is expected to further suppress fluctuations, its role within the TUR framework has remained unclear, particularly in quantum systems where control is inherently information-driven. In this Letter, we consider open quantum systems weakly coupled to a thermal environment, in which quantum jumps are continuously monitored, and Markovian feedback is applied. Using quantum mutual information to quantify the information contribution induced by feedback, we derive a finite-time TUR for arbitrary time-integrated currents in terms of entropy production and mutual information. Our results uncover how feedback control suppresses fluctuations together with thermodynamic cost and establishes a fundamental precision bound imposed by information-based control. As an application, we analyze a quantum clock model and demonstrate that the clock precision can be enhanced by feedback control in the presence of a single thermal reservoir.
- Abstract（参考訳）: ゆらぎは顕微鏡システムに固有のものであり、現在のゆらぎとエントロピー生成を結びつける熱力学的不確実性関係(TUR)によって捉えられるように、非平衡精度に基本的な制限を課す。
フィードバック制御は、さらなる変動を抑制することが期待されているが、TURフレームワークにおけるその役割は、特に制御が本質的に情報駆動である量子システムにおいて、不明なままである。
本稿では、量子ジャンプを継続的に監視する熱環境に弱結合したオープン量子系を考察し、マルコフフィードバックを適用した。
フィードバックによって引き起こされる情報コントリビューションの量子的相互情報を用いて、エントロピー生成と相互情報の観点から、任意の時間積分電流に対して有限時間TURを導出する。
本研究では, フィードバック制御が熱力学的コストとともに変動を抑制する方法を明らかにし, 情報に基づく制御によって課される基本精度を確立する。
応用として、量子クロックモデルを分析し、単一のサーマル貯水池が存在する場合のフィードバック制御によりクロック精度を向上できることを実証する。
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