論文の概要: Trade-off between coherence and heat in a non-Markovian dephasing dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.27387v1
• Date: Sat, 28 Mar 2026 19:37:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:44.933165
• Title: Trade-off between coherence and heat in a non-Markovian dephasing dynamics
• Title（参考訳）: 非マルコフ的退化力学におけるコヒーレンスと熱のトレードオフ
• Authors: Marino P. Lenzarini, Diogo O. Soares-Pinto,
• Abstract要約: 量子コヒーレンスが熱力学的挙動にどのように影響するかは、量子熱力学において未解決の問題である。 我々は、中心量子ビットが有限イジングのようなスピン環境と相互作用する純粋退化フレームワークの中で、この関係を考察する。 系の内部エネルギーは一定であるが、相互作用はデコヒーレンスを引き起こし、非自明な熱力学的特徴を引き起こす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: How quantum coherence influences thermodynamic behavior remains an open question in quantum thermodynamics. Here we investigate this relation within the pure dephasing framework, where a central qubit interacts with a finite Ising-like spin environment. Although the system's internal energy remains constant, the interaction induces decoherence and gives rise to nontrivial thermodynamic features. Within the two-point measurement approach, we show that the heat dissipated into the environment matches the coherent energy contribution appearing in a reformulated first law of quantum thermodynamics. Numerical calculations reveal oscillatory coherence dynamics, with revivals associated with information backflow and non-Markovian effects, as quantified by the Breuer-Laine-Piilo measure. We find that heat and coherence exhibit intertwined temporal behavior, with enhanced heat dissipation during coherence decay and reduced heat during revivals. These results suggest a connection between coherence dynamics and thermodynamic quantities in finite, closed composite systems undergoing pure dephasing.
• Abstract（参考訳）: 量子コヒーレンスが熱力学的挙動にどのように影響するかは、量子熱力学において未解決の問題である。 ここでは、中心量子ビットが有限イジングのようなスピン環境と相互作用する純粋退化フレームワーク内で、この関係を考察する。 系の内部エネルギーは一定であるが、相互作用はデコヒーレンスを引き起こし、非自明な熱力学的特徴を引き起こす。 2点測定法では、環境に散逸した熱は、量子熱力学の修正第一法則に現れるコヒーレントなエネルギー寄与と一致することを示す。 数値計算により、ブリュアー=ライン=ピロ測度によって定量化される情報逆流と非マルコフ効果に関連するリバイバルを伴う振動コヒーレンスダイナミクスが明らかにされる。 その結果,コヒーレンス崩壊時の熱散逸が増加し,回復時の熱の低減が図られた。 これらの結果から, 有限閉複合系におけるコヒーレンス力学と熱力学量との関係が示唆された。

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