論文の概要: Geometric Curvature Governs Work in Open Quantum Steady States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.24557v1
• Date: Wed, 25 Mar 2026 17:36:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-26 21:06:11.411822
• Title: Geometric Curvature Governs Work in Open Quantum Steady States
• Title（参考訳）: 開量子定常状態における幾何学的曲率ゲーバーの作用
• Authors: Eric R. Bittner,
• Abstract要約: 開量子定常状態における準静的な作用は、創発的な幾何学的曲率によって支配されることを示す。 駆動散逸性2レベルシステムに対して、循環過程において生じる作業の曲率を決定する作業1-形式を構築する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Classical thermodynamics admits a geometric formulation in which work is associated with areas enclosed by cycles in state space. Whether an analogous structure persists in driven, dissipative quantum systems remains an open question. Here we show that quasistatic work in open quantum steady states is governed by an emergent geometric curvature in control-parameter space arising from steady-state coherence. For a driven dissipative two-level system, we construct a work one-form whose curvature determines the work produced in cyclic processes. The work vanishes under strong dephasing, identifying coherence as a necessary condition for nontrivial geometry. However, its magnitude is set not by the coherence itself but by the spatial structure of the curvature: cycles enclosing comparable areas produce different work depending on their location in parameter space. Reversing the cycle orientation reverses the sign of the work, confirming its geometric origin. These results establish a geometric framework for open quantum thermodynamics and identify curvature as the organizing principle of thermodynamic response, with direct implications for driven light--matter systems in cavity quantum electrodynamics.
• Abstract（参考訳）: 古典的熱力学は、作業が状態空間のサイクルによって囲まれた領域と関連づけられる幾何学的定式化を認める。 類似構造が駆動された散逸性量子系に持続するかどうかは、未解決の問題である。 ここでは、開量子定常状態における準静的な作用は、定常コヒーレンスから生じる制御パラメータ空間における創発的幾何学的曲率によって支配されることを示す。 駆動散逸性2レベルシステムに対して、循環過程において生じる作業の曲率を決定する作業1-形式を構築する。 この作品は強い軽蔑の下で消滅し、コヒーレンスを非自明な幾何学の必要条件とみなす。 しかし、その大きさはコヒーレンス自身ではなく、曲率の空間構造によって設定される。 サイクル配向の反転は、その幾何学的起源を確認することで、作業のサインを逆転させる。 これらの結果は、開量子熱力学の幾何学的枠組みを確立し、熱力学的応答の組織原理として曲率を同定し、空洞量子力学における光-物質系の直接的意味を持つ。

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