論文の概要: Entropy from Entanglement in Quantum State Reduction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.00485v1
- Date: Fri, 01 May 2026 07:50:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-04 17:43:28.896815
- Title: Entropy from Entanglement in Quantum State Reduction
- Title（参考訳）: 量子状態還元における絡み合いからのエントロピー
- Authors: Lisa Lenstra, Jasper van Wezel,
- Abstract要約: その名前にもかかわらず、絡み合いエントロピーはそれ自体が熱力学的熱流を作るための資源として使うことはできない。
両端の絡み合いが唯一の絡み合い形態である2自由度系においても、絡み合いエントロピーは1対1で熱力学的エントロピーに変換できないことを示す。
- 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: The Von Neumann entropy of reduced states is a measure of bipartite entanglement. Despite its name, the entanglement entropy cannot by itself be used as a resource for creating thermodynamic heat flows. In order to extract heat from an entangled pure state, it first needs to be converted into a stochastically mixed state by a process of quantum state reduction. Here we show that even in a system with only two degrees of freedom, for which bipartite entanglement is the sole form of entanglement available, the entanglement entropy cannot be converted into thermodynamic entropy in a one-to-one fashion. Moreover, we show that the stochastic dynamics which is necessarily present in any realistic model of quantum state reduction, allows for multiple definitions of entropy. We indicate why quantum state reduction does not allow construction of a perpetuum mobile, despite some measures of entropy evolving non-monotonically during its dynamics. Finally, we relate the different measures of entropy to the information they contain about quantum entanglement and extractable heat, and show that models of quantum state reduction based on physical, correlated stochastic driving forces give rise to observable thermodynamic signatures of quantum state reduction that can be unambiguously distinguished from environment-induced dephasing.
- Abstract（参考訳）: 還元状態のフォン・ノイマンエントロピー(Von Neumann entropy)は、二部体の絡み合いの尺度である。
その名前にもかかわらず、絡み合いエントロピーはそれ自体が熱力学的熱流を作るための資源として使うことはできない。
絡み合った純粋な状態から熱を抽出するためには、まず量子状態還元のプロセスによって確率的に混合状態に変換する必要がある。
ここでは, 両部絡み合いが唯一の絡み合い形態である2自由度系においても, 絡み合いエントロピーは1対1で熱力学的エントロピーに変換できないことを示す。
さらに、量子状態還元の現実的なモデルに必然的に存在する確率力学は、エントロピーの複数の定義を可能にすることを示した。
量子状態の減少は、その力学において非単調に進化するエントロピーのいくつかの尺度にもかかわらず、永久移動体の構築を許さない理由を示す。
最後に、エントロピーの異なる測度と、量子エンタングルメントと抽出可能な熱に関する情報を関連付け、物理的に相関した確率的駆動力に基づく量子状態還元のモデルが、環境によって引き起こされるデファスと明確に区別できる量子状態還元の観測可能な熱力学的シグネチャを生じさせることを示す。
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