論文の概要: Minimally invasive measurement of work in coherent quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.02652v1
- Date: Thu, 02 Jul 2026 18:00:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:29.382819
- Title: Minimally invasive measurement of work in coherent quantum systems
- Title（参考訳）: コヒーレント量子系における仕事の最小侵襲測定
- Abstract要約: 量子熱力学における中心的な課題は、測定されていない進化のエネルギーを歪ませることなくコヒーレントな過程における仕事のゆらぎにアクセスすることである。
本稿では,ハイゼンベルク図像ハミルトンの変分の概念に基づいて,閉量子系の作業統計にアクセスするためのスキームを開発する。
本研究では,2点エネルギー測定により作業出力が抑制される状況において,コヒーレントエンジンの性能を確実に定量化できることを示す。
- 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: A central challenge in quantum thermodynamics is to access work fluctuations in coherent processes without distorting the energetics of the unmeasured evolution. In standard two-point schemes, the initial energy measurement dephases coherent inputs, causing the measured average work to differ from that of the unmeasured evolution. Here, we develop an operational scheme for accessing work statistics for closed quantum systems based on the abstract notion of variation in the Heisenberg picture Hamiltonian. This scheme preserves energetically relevant coherences, thereby faithfully reproducing unmeasured work, while still producing positive probabilities. We derive modified Jarzynski and Crooks relations, as well as a thermodynamic uncertainty relation, identifying coherence-induced correction terms. Furthermore, we show that this scheme can reliably quantify the performance of a coherent engine in situations where the two-point energy measurement would suppress work output. In addition, the scheme requires only a single measurement and can predict the work associated with a subsequent unitary transformation. We exploit this feature to construct a Maxwell-demon protocol that can outperform energy-based feedback engines for coherent work extraction. Our results establish this scheme as a framework for accessing coherent work fluctuations without erasing the coherence that drives quantum thermodynamic performance.
- Abstract（参考訳）: 量子熱力学における中心的な課題は、測定されていない進化のエネルギーを歪ませることなくコヒーレントな過程における仕事のゆらぎにアクセスすることである。
標準的な2点法では、初期エネルギー測定はコヒーレントな入力を分解し、測定された平均的な作業は測定されていない進化のものと異なる。
ここでは,ハイゼンベルク図ハミルトニアンにおける変動の抽象的概念に基づいて,閉じた量子系の作業統計にアクセスするための操作的スキームを開発する。
このスキームは、エネルギー的に関係するコヒーレンスを保ち、測定されていない作品を忠実に再現すると同時に、肯定的な確率も生み出す。
我々は、コヒーレンスによって引き起こされる補正項を同定する熱力学的不確実性関係と同様に、ジャジンスキーとクルックスの関係を修正したものである。
さらに,2点エネルギー測定により作業出力が抑制される状況において,コヒーレントエンジンの性能を確実に定量化できることを示す。
さらに、このスキームは1つの測定しか必要とせず、その後のユニタリ変換に関連する作業を予測することができる。
We exploit this feature to construct a Maxwell-demon protocol that can beperform of energy-based feedback engine for coherent work extract。
本研究は, 量子熱力学性能を駆動するコヒーレンスを消去することなく, コヒーレントな作業変動にアクセスするための枠組みとして, 本手法を確立した。
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