論文の概要: Thermodynamic value of CHSH-induced side-information channels in a Szilard engine

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.12044v1
• Date: Tue, 12 May 2026 12:25:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-13 21:48:56.853454
• Title: Thermodynamic value of CHSH-induced side-information channels in a Szilard engine
• Title（参考訳）: SzilardエンジンにおけるCHSHによる側方情報チャネルの熱力学値
• Authors: Piotr Ćwikliński,
• Abstract要約: 本稿では,Szilard型フィードバックエンジンに組み込んだCHSH予測タスクを用いて,ベル型相関によって誘導される側情報チャネルの熱力学的値について検討する。 最大平均フィードバック作業は、理想準静的極限において等式が得られ、$langle W_maxrangle le k_B T ln 2, I(X:G)$を満たすことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We study the thermodynamic value of side-information channels induced by Bell-type correlations through a CHSH prediction task embedded into a Szilard-type feedback engine. A thermal two-level system supplies a uniformly random physical microstate $X$, and a trusted referee encoding together with a nonsignalling correlation resource induces a controller bit $G$ that acts as side information about $X$. We show that the maximal average feedback work satisfies $\langle W_{\max}\rangle \le k_B T \ln 2 , I(X:G)$, with equality achievable in the ideal quasistatic limit. For the CHSH embedding considered here, the induced channel $X \to G$ is binary symmetric with success probability $p_{\rm win}=1/2+S(P)/8$, where $S(P)$ is the CHSH value. The corresponding reversible feedback work is $k_B T \ln 2 ,[1-h_2(p_{\rm win})]$, yielding a strict ordering of the optimal classical, quantum, and nonsignalling cases. The result should be interpreted as a thermodynamic valuation of CHSH-induced side information available to the controller, not as evidence that Bell nonlocality itself is a source of free energy. The analysis assumes that the controller receives only the compressed bit $G$ and does not include the thermodynamic cost of implementing the referee, the correlation resource, or the auxiliary preprocessing. A full-cycle analysis including controller-memory reset gives non-positive net work, consistent with the second law.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,Szilard型フィードバックエンジンに組み込んだCHSH予測タスクを用いて,ベル型相関によって誘導される側情報チャネルの熱力学的値について検討する。 熱2レベルシステムは、均一にランダムな物理状態$X$を供給し、信頼されたレフェリーは、非シグナリング相関リソースと共に、X$のサイド情報として機能するコントローラビット$G$を誘導する。 最大平均フィードバック作業は、理想準静的極限で得られる等式で、$\langle W_{\max}\rangle \le k_B T \ln 2 , I(X:G)$を満たすことを示す。 ここで考慮されたCHSH埋め込みについて、誘導チャネル $X \to G$ は成功確率 $p_{\rm win}=1/2+S(P)/8$ で二進対称である。 対応する可逆的フィードバック作業は$k_B T \ln 2 ,[1-h_2(p_{\rm win})]$で、最適古典的、量子的、非シグナリングケースの厳密な順序付けをもたらす。 結果は、ベル非局所性自体が自由エネルギーの源であるという証拠ではなく、CHSHによって制御者に提供されるサイド情報の熱力学的評価として解釈されるべきである。 この分析は、コントローラが圧縮されたビット$G$のみを受け取り、レフェリー、相関リソース、補助前処理を実装するための熱力学的コストを含まないと仮定する。 コントローラメモリリセットを含むフルサイクル解析は、第二法則と整合して非正のネット処理を与える。

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