論文の概要: Reliability Is Not Free in Universal Quantum Work Extraction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.16702v1
• Date: Sat, 18 Jul 2026 08:30:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-21 18:48:37.230124
• Title: Reliability Is Not Free in Universal Quantum Work Extraction
• Title（参考訳）: ユニバーサル量子ワーク抽出における信頼性は無料ではない
• Abstract要約: 我々は、位相非依存のギブス保存プロトコルが、コヒーレントなクビット時間変換軌道を通してギブス保存指数を維持することができないことを証明した。 明示的なコヒーレント量子族では、既知の相ギブス保存抽出はエラーフリーであるが、すべての相非依存プロトコルは、有限最悪の点指数を持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.599072005190786
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Universal work extraction shows that input-state knowledge is unnecessary to attain the asymptotic free-energy rate. We ask whether this first-order universality extends to reliability, the exponential decay rate of extraction failure. In the work-battery fidelity formulation, we prove that no phase-independent Gibbs-preserving protocol can retain the state-aware Gibbs-preserving exponent throughout a coherent qubit time-translation orbit: at every positive target rate, its worst pointwise exponent is bounded by the corresponding state-aware thermal-operation value. The proof first establishes an exact finite-blocklength identity between phase-robust Gibbs-preserving extraction and state-aware thermal extraction. A trigonometric Remez inequality then upgrades this minimax identity to a pointwise theorem by ruling out exponential localization of the worst phase. For an explicit coherent-qubit family, known-phase Gibbs-preserving extraction is error free, whereas every phase-independent protocol has a finite worst-pointwise exponent. Thus input-state knowledge can be irrelevant to the first-order work rate yet indispensable for optimal exponential reliability.
• Abstract（参考訳）: 普遍的な作業抽出は、漸近的自由エネルギー率を達成するためには入力状態の知識が不要であることを示している。 この一階の普遍性が、抽出失敗の指数的減衰率である信頼性にまで拡張するかどうかを問う。 ワーク・バッテリ・フィデリティの定式化において, 位相非依存ギブス保存プロトコルがコヒーレント量子ビット時間変換軌道全体を通してギブス保存指数を保持できないことが証明された。 この証明はまず、位相ロバストギブス保存抽出と状態認識熱抽出の正確な有限ブロック長の同一性を確立する。 三角測度 Remez の不等式は、最悪の位相の指数的局所化を除外することによって、このミニマックス恒等式をポイントワイズ定理にアップグレードする。 明示的なコヒーレント量子族では、既知の相ギブス保存抽出はエラーフリーであるが、すべての相非依存プロトコルは、有限最悪の点指数を持つ。 したがって、入力状態の知識は、最適指数的信頼性には不可欠だが、一階作業率とは無関係である。

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