論文の概要: Robustness as a thermodynamic currency: work advantages and preparation costs of nonclassical states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.04618v1
- Date: Wed, 04 Mar 2026 21:23:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-06 22:06:10.983414
- Title: Robustness as a thermodynamic currency: work advantages and preparation costs of nonclassical states
- Title（参考訳）: 熱力学通貨としてのロバストネス--非古典的状態の作業上の利点と準備コスト
- Authors: Luis Pedro Garcıa-Pintos, Tanmoy Biswas, Chandan Datta,
- Abstract要約: 古典性以外のあらゆる形態が熱力学的資源として機能することを証明する。
量子熱力学の利点は、資源状態から抽出可能な仕事と、その不在時に抽出可能な仕事の比率で定式化された。
- 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: Understanding whether uniquely quantum features can provide concrete advantages in thermodynamic processes is a central objective of quantum thermodynamics. A key challenge is quantifying how different forms of non-classicality can be systematically harnessed to enhance thermodynamic tasks. In light of this, we prove that any form of non-classicality can serve as a thermodynamic resource. In particular, any system that possesses quantum magic, coherence, or non-classical correlations can be leveraged to extract higher amounts of work than if the system does not possess such resources. The quantum thermodynamic advantages--quantified by the ratio between work extractable from a resource state and work extractable in its absence--increase with the resource robustness. We show that for any convex quantum resource theory, any resourceful state can yield a work-extraction advantage over all free states via a cyclic quench/thermalization protocol whose Hamiltonian is engineered from an optimal robustness witness. We illustrate concrete examples in which the robustness measures increase with the system's dimension, yielding quantum thermodynamic advantages that scale with it. In contrast, we also show that preparing a resource state (e.g., one with magic, coherence, or non-classical correlations) can be significantly more thermodynamically costly than preparing any state without such a resource. Concretely, there always exists a protocol that can prepare any non-resourceful state at significantly less work than it takes to prepare a resourceful state. Overall, our results provide operational meaning to robustness measures of quantum resources in terms of their thermodynamic costs and advantages.
- Abstract（参考訳）: ユニークな量子的特徴が熱力学過程において具体的な利点をもたらすかどうかを理解することは、量子熱力学の中心的な目的である。
鍵となる課題は、非古典性の異なる形態が、熱力学的タスクを強化するために体系的にどのように利用できるかを定量化することである。
これを踏まえて、古典性以外のあらゆる形態が熱力学的資源として機能することを証明する。
特に、量子魔法、コヒーレンス、あるいは非古典的相関を持つシステムは、そのような資源を持っていない場合よりも高い量の作業を引き出すために利用することができる。
量子熱力学の利点は、資源状態から抽出可能な仕事と、その不在時に抽出可能な仕事の比率で定式化された。
任意の凸量子資源理論において、任意の資源状態が、最適ロバスト性ビクターからハミルトンを設計した環状クエンチ/熱化プロトコルを介して、全ての自由状態に対して作業抽出の優位性が得られることを示す。
システムの寸法によってロバスト性の測定値が増加し、それとともにスケールする量子熱力学的アドバンテージが得られる、具体的な例を示す。
対照的に、リソース状態(例えば、マジック、コヒーレンス、あるいは非古典的相関)を作成することは、そのようなリソースを使わずに準備するよりもはるかに熱力学的にコストがかかることも示している。
具体的には、リソースのない状態を作るのに要する作業量を大幅に削減して、リソースのない状態を準備できるプロトコルが常に存在します。
全体として、我々の結果は、その熱力学的コストと利点の観点から、量子資源のロバストネス測定に運用上の意味を提供する。
関連論文リスト
- All steerable quantum correlations can provide thermodynamic advantages in cooling [0.0]
この研究は、古典的な相関のシナリオよりも証明可能な量子優位性を示すために、量子相関の基本的な形式であるステアビリティを利用する。
ステアブル量子相関は冷却作業において常に熱力学的優位性をもたらすことを示す。
以上の結果から, この熱力学的優位性が, ステアビリティの証人となる可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-21T07:07:39Z) - Thermodynamic Constraints on the Emergence of Intersubjectivity in Quantum Systems [41.94295877935867]
理想的な量子測定には、異なる熱力学資源が必要である。
この研究は、量子熱力学と古典性の出現を物体間相互作用の形で橋渡しする。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-28T11:39:10Z) - Quantum thermodynamic advantage in work extraction from steerable quantum correlations [0.0]
量子熱力学的優位性を示す二部構成のフレームワーク内で作業抽出ゲームを設計する。
我々は、可観測物の可観測性と非可観測性との対応性を利用する。
量子的優位性をカプセル化した、ステアブルなシナリオにおける抽出可能な作業と非ステアブルなシナリオの比率は、基礎となるシステムの次元によって増加する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-02-20T21:00:29Z) - Generalized Quantum Stein's Lemma and Second Law of Quantum Resource Theories [47.02222405817297]
量子情報理論の基本的な問題は、量子情報処理のためのリソースの変換性を単一の関数で特徴づけるために、類似の第2法則を定式化できるかどうかである。
2008年、有望な定式化が提案され、仮説テストの量子バージョンの変種における最適性能とリソース変換可能性のリンクが提案された。
2023年、この補題の元々の証明に論理的ギャップが発見され、そのような第二法則の定式化の可能性に疑問が投げかけられた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-05T18:00:00Z) - Local Purity Distillation in Quantum Systems: Exploring the Complementarity Between Purity and Entanglement [41.94295877935867]
ギブス保存型ローカル操作と古典通信の枠組みを導入・開発する。
局所冷却は局所純度の抽出と一致し, 完全縮退した局所ハミルトン系システムに着目する。
本研究は, 絡み込み検出・推定技術など, 様々な実用化への扉を開くものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-20T14:58:31Z) - Coherence manipulation in asymmetry and thermodynamics [44.99833362998488]
古典的な体制では、熱力学状態変換は自由エネルギーによって支配される。
量子状態において、コヒーレンスと自由エネルギーは2つの独立した資源である。
自由エネルギーの源と組み合わせることで、量子状態に存在する任意の量子コヒーレンスを任意に増幅できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-24T14:18:19Z) - A resource theory of activity for quantum thermodynamics in the absence
of heat baths [1.7249667050060835]
活性状態は、熱浴がない場合の量子熱力学にとって重要な資源である。
我々は,実験者がエネルギー保存操作を用いて量子システムを操作し,非活性状態にリセットする操作シナリオを捉える資源理論を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-18T12:01:33Z) - Nonequilibrium thermodynamics of quantum coherence beyond linear
response [0.0]
我々はコヒーレンスの遠平衡熱力学に対する一般的な動的ベイズ-ネットワークアプローチを開発する。
我々は、コヒーレンス・ツー・ワーク変換の成功基準を取得し、量子コヒーレンスにより最大作業抽出が増加する非平衡状態を特定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-31T10:24:15Z) - Gauge Quantum Thermodynamics of Time-local non-Markovian Evolutions [77.34726150561087]
一般時間局所非マルコフマスター方程式を扱う。
我々は、電流とパワーを、古典的熱力学のようにプロセスに依存していると定義する。
この理論を量子熱機関に適用することにより、ゲージ変換が機械効率を変化させることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-06T17:59:15Z) - Maximum entropy quantum state distributions [58.720142291102135]
我々は、保存された量の完全な分布に関する伝統的な熱力学と条件を超える。
その結果、熱状態からの偏差が広い入力分布の極限でより顕著になる量子状態分布が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-23T17:42:34Z) - The information-theoretic foundation of thermodynamic work extraction [0.0]
ある一組の州で作成された物理的システムから決定的に作業を引き出すことができれば、それらの状態は互いに区別できなければならない。
この結果はスケールと特定の力学則とは独立に定式化されている。
また、エネルギー保存法則によって確立された熱力学と情報理論の新たな結びつきも提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-09T21:58:03Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。