論文の概要: Kinetic Uncertainty Relation in Collective Dissipative Quantum Many-Body Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.05747v1
- Date: Tue, 07 Apr 2026 11:46:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-08 17:42:09.792777
- Title: Kinetic Uncertainty Relation in Collective Dissipative Quantum Many-Body Systems
- Title（参考訳）: 集団散逸型量子多体系における運動的不確かさ関係
- Authors: Hayato Yunoki, Yoshihiko Hasegawa,
- Abstract要約: 集合散逸中の多体系の運動的不確実性関係を解析的に定式化する。
平均場近似を適用することにより、明快な物理量で表される相対的ゆらぎに対する下界を導出する。
我々の研究は、任意の粒子数$N$に対する集合散逸的量子多体系における精度境界の最初の理論的記述を提示する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3867363075280543
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Attaining the ultimate precision remains a central objective in the engineering of nanoscale systems and the investigation of nonequilibrium processes. While thermodynamic and kinetic uncertainty relations establish fundamental precision bounds, prior derivations in the quantum regime have remained confined to single-body systems. Consequently, the ultimate precision limits for interacting many-body systems have been unknown. In this Letter, we analytically formulate a kinetic uncertainty relation for a many-body system undergoing collective dissipation, a paradigmatic model of boundary time crystals. By applying a mean-field approximation, we derive lower bounds for relative fluctuations expressed in terms of clear physical quantities. Our analysis identifies a cooperative enhancement mechanism, demonstrating that collective interactions allow the precision to scale with the number of particles. We validate these findings through numerical simulations across the stationary, critical, and boundary time crystal phases. Our work presents the first theoretical description of precision bounds in collective dissipative quantum many-body systems for an arbitrary particle number $N$, providing a solid foundation for designing future quantum technologies that exploit many-body phenomena.
- Abstract（参考訳）: 最終的な精度を達成することは、ナノスケールシステムの工学と非平衡過程の研究において中心的な目的である。
熱力学と運動論的不確実性関係は基本的な精度境界を確立するが、量子状態の事前の導出は単体系に限られている。
その結果、相互作用する多体系に対する最終的な精度限界は分かっていない。
本稿では,境界時間結晶のパラダイムモデルである集合散逸を行う多体系の不確実性関係を解析的に定式化する。
平均場近似を適用することにより、明快な物理量で表される相対的ゆらぎに対する下界を導出する。
本分析では, 粒子数に応じて高精度にスケールできることを実証し, 協調的強化機構を同定した。
定常時間,臨界時間および境界時間結晶相の数値シミュレーションにより,これらの知見を検証した。
我々の研究は、任意の粒子数$N$に対する集合散逸性量子多体系の精度境界の最初の理論的記述を示し、多体現象を利用する将来の量子技術を設計するための確かな基盤を提供する。
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