論文の概要: Fluctuations of path-dependent thermodynamic quantities in open quantum systems via two-point system-only measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.26856v1
• Date: Wed, 29 Apr 2026 16:23:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-30 15:59:36.48806
• Title: Fluctuations of path-dependent thermodynamic quantities in open quantum systems via two-point system-only measurements
• Title（参考訳）: 2点系のみの測定による開量子系における経路依存熱力学量の変動
• Authors: Alessandra Colla, Andrea Smirne, Heinz-Peter Breuer, Bassano Vacchini,
• Abstract要約: オープン量子系における一般的な熱力学的変動を評価する手法を提案する。 提案手法により, 作業や熱などの経路依存熱力学量の変動に対して, 正確な等式を得ることができる。 この補正係数とジャジンスキーの等式の形状と大きさを、量子ビットの成す位相共変ダイナミクスに対して明示的に検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.146761527401424
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We propose a method to evaluate general thermodynamic fluctuations in open quantum systems, based on performing a two-point measurement scheme on the system using dynamics-dependent thermodynamic observables. Our approach allows one to obtain exact equalities for fluctuations of path-dependent thermodynamic quantities such as work and heat, and to isolate correction factors to Jarzynski's equality, requiring only access to the system degrees of freedom. This framework is flexible and can be applied to the limiting case of closed systems, recovering previous, yet seemingly contradictory, results from the literature. Moreover, the formalism admits a straightforward extension to strongly coupled open quantum systems. We investigate the effect of specific dynamical classes on the fluctuation relations, and show that the pure decoherence case is particularly special, as it deterministically does not contain any heat contribution and thus constitutes a class of open system dynamics for which the Jarzynski equality for work fluctuations is identically true at any coupling strength. Finally, we look explicitly at the shape and size of the correction factors to Jarzynski's equality for a qubit undergoing phase covariant dynamics, both in the weakly-coupled regime and in the deep non-Markovian regime.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, 熱力学観測器を用いた2点測定方式により, 開放量子系における熱力学のゆらぎを評価する手法を提案する。 提案手法により, 作業や熱などの経路依存熱力学量の変動に対して, 正確な等式を得ることができ, ジャジンスキーの等式に補正因子を分離することができ, 系の自由度にのみアクセスすることができる。 このフレームワークは柔軟であり、閉じたシステムの制限された場合に適用でき、以前のように思われる文献の結果を回復する。 さらに、形式主義は強結合な開量子系への直接的な拡張を認めている。 本稿では, 特定の動的クラスが揺らぎ関係に与える影響を考察し, 純粋デコヒーレンスケースが特に特別であることを示し, 決定論的に熱的寄与を含まないことを示し, 作業ゆらぎに対するジャジンスキーの等式が任意の結合強度で同一に真であるような開系力学のクラスを構成する。 最後に、弱結合状態と深い非マルコフ状態の両方において、弱結合状態と深い非マルコフ状態の両方において、その補正因子の形状と大きさを、クビット実行相共変ダイナミクスに対するジャジンスキーの等式に明示的に検討する。

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