論文の概要: Quantum work beyond classical (commuting) limits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.04021v1
• Date: Tue, 05 May 2026 17:47:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-06 19:35:44.069541
• Title: Quantum work beyond classical (commuting) limits
• Title（参考訳）: 古典的(交換的な)限界を超えた量子ワーク
• Authors: Sumit Rout, Aravinth Balaji Ravichandran, Paweł Horodecki, Anubhav Chaturvedi,
• Abstract要約: 作業抽出タスクは、複数の準備とハミルトンの設定で、ひとつのデバイスがどれだけ平均的な作業を実現できるかを問う。 我々は各ブランチをその最高の自由エネルギー制限された作業封筒に配置し、タスク平均に対応する古典的制限を導出する。 不整合ハミルトニアン設定はこの極限を超えているが、すべての枝はそれ自身の自由エネルギーの最大値で束縛されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Free energy fixes the maximum work of a thermodynamic process once the state and Hamiltonian are specified. A work-extraction task asks a different question: how much average work can a single device realize across several preparations and Hamiltonian settings? A classical work device is one whose Hamiltonian settings are mutually commuting. We place every branch at its best free-energy-limited work envelope and derive the corresponding classical limit on the task average. For pure preparations, the source is specified only by pairwise maximal-energy constraints: for each pair, the intrinsic maximal average energy under one common normalized Hamiltonian is bounded as part of the task data, while the work device is otherwise microscopically unrestricted. The benchmark is optimized over arbitrary-dimensional classical implementations. Incompatible Hamiltonian settings exceed this limit, even though every branch remains bounded by its own free-energy maximum. The advantage therefore does not arise in any single process, but in the average work of the task: incompatible Hamiltonians realize a value that no classical work device can attain. Hamiltonian incompatibility is thus a thermodynamic resource for work extraction.
• Abstract（参考訳）: 自由エネルギーは状態とハミルトニアンが特定されると熱力学過程の最大作業を修正する。 ひとつのデバイスが、いくつかの準備とハミルトンの設定で、どれだけの平均的な作業を実現することができるのか? 古典的な作業装置は、ハミルトン的な設定が相互に通勤しているものである。 我々は各ブランチをその最高の自由エネルギー制限された作業封筒に配置し、タスク平均に対応する古典的制限を導出する。 純粋な準備のために、ソースはペアごとの最大エネルギーの制約によってのみ指定される: 各ペアについて、1つの共通正規化ハミルトニアンの下での内在的最大エネルギーはタスクデータの一部として有界であり、作業装置は顕微鏡的に制限されない。 ベンチマークは任意の次元の古典的な実装に最適化されている。 不整合ハミルトニアン設定はこの極限を超えているが、すべての枝はそれ自身の自由エネルギーの最大値で束縛されている。 したがって、この利点は単一のプロセスでは生じないが、タスクの平均的な作業においては、非互換なハミルトン多様体は古典的な作業装置が達成できないような値を実現する。 したがって、ハミルトン不和性は仕事の抽出のための熱力学的資源である。

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