論文の概要: Autonomization of Quantum Systems and the Emergence of the Work Operator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.20602v1
- Date: Wed, 22 Jul 2026 18:00:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-24 18:26:25.180382
- Title: Autonomization of Quantum Systems and the Emergence of the Work Operator
- Title（参考訳）: 量子システムの自律化と演算子の創発
- Authors: Carlo Cepollaro, Danial Chughtai, Alberto Spalvieri, Marcus Huber, Alberto Rolandi,
- Abstract要約: 量子スケールでの作業の推定は、量子熱力学における中心的な課題である。
量子演算子は、量子ゆらぎ定理を導出することにより、ノーゴー定理を回避できることを示す。
我々は、この枠組みをオープン量子システムに拡張し、作業、熱、内部エネルギーの変化が異なる演算子によって表される演算第一法則を得る。
- 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: Estimation of work at the quantum scale remains a central challenge in quantum thermodynamics. Canonical approaches have a fundamental drawback: they assume classical control of the quantum system, as implicit in a time-dependent Hamiltonian. Yet the energetic cost of implementing this control is omitted and can exceed the system's energy scale by orders of magnitude, calling into question the operational significance of work values. We address this by autonomizing the controlled energy transfer, embedding the driven dynamics into an energy-conserving evolution on a larger quantum system. Work is then unambiguously identified with the energy transferred between the two systems, singling out a unique observable on the driven system: the work operator. We show that the quantum work operator evades a no-go theorem by deriving a quantum fluctuation theorem that recovers the Jarzynski equality in classical scenarios. We incorporate imperfect control and quantify corrections to work statistics. Extending the framework to open quantum systems, we obtain an operatorial first law in which work, heat, and internal-energy changes are represented by distinct operators on the reduced system. Together, these results settle the long-standing debate over whether work is a quantum observable: it is, once the controlling system is included in the description rather than treated as external.
- Abstract（参考訳）: 量子スケールでの作業の推定は、量子熱力学における中心的な課題である。
彼らは量子系の古典的な制御を時間依存ハミルトニアンにおいて暗黙的に仮定する。
しかし、この制御を実装するためのエネルギーコストは省略され、システムのエネルギースケールを桁違いに超え、作業価値の運用上の重要性に疑問を投げかけることができる。
制御されたエネルギー移動を自動生成し、駆動されたダイナミクスをより大きな量子系上のエネルギー保存進化に埋め込むことによって、この問題に対処する。
そして、作業は2つのシステム間で転送されるエネルギーとあいまいに識別され、駆動システム上のユニークな可観測性であるワーク演算子を歌い出します。
古典的シナリオにおけるジャージンスキーの等式を回復する量子ゆらぎ定理を導出することにより、量子作業作用素がノーゴー定理を回避できることが示される。
不完全な制御と修正の定量化を作業統計に取り入れる。
フレームワークを量子システムに拡張することで、作業、熱、内部エネルギーの変化が還元されたシステム上の別の演算子によって表される演算子第一法則を得る。
これらの結果は、仕事が量子可観測性であるかどうかという長年にわたる議論を解決している。
関連論文リスト
- Revising the quantum work fluctuation framework to encompass energy conservation [0.0]
我々は、エネルギー保存を示唆するジャジンスキーの等式に量子補正を導入する。
十分に大きいと、この補正により量子論は第二法則に違反することが多い。
回路実装とともに動作のための2点計測方式を改良した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-26T18:00:00Z) - Effect of the readout efficiency of quantum measurement on the system entanglement [44.99833362998488]
非効率なモニタリングの下で、1d量子ランダムウォークにおける粒子の絡み合いを定量化する。
測定によって引き起こされる量子-古典的交叉における系の最大平均絡み合いは、測定強度と非効率性によって異なる方法であることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-29T18:10:05Z) - Evolution of expected values in open quantum systems [41.94295877935867]
いくつかのケースでは、システムによって実行されるパワーは量子可観測性(quantum observable)とみなすことができる。
アプリケーションとして、純粋なdephasingプロセスは、この観点から再解釈されます。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-29T06:47:28Z) - Quantum switch as a thermodynamic resource in the context of passive
states [0.0]
量子スイッチが受動状態を活性化できるかどうかを検討する。
量子スイッチは議論された文脈における熱力学的資源ではないことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-16T14:47:41Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-23T19:23:54Z) - Fluctuation theorems for genuine quantum mechanical regimes [0.0]
作用系が量子領域に入ることを許されたとき、揺らぎ定理を解くための補正を探す。
いくつかの特定の過程に対して、量子および古典的な統計アリーナ内のいくつかのゆらぎ定理を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-29T13:14:30Z) - Demonstrating Quantum Microscopic Reversibility Using Coherent States of
Light [58.8645797643406]
本研究では, 量子系が熱浴と相互作用する際の可視性に関する量子一般化を実験的に提案する。
微視的可逆性の原理に対する量子修正が低温限界において重要であることを検証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-26T00:25:29Z) - From geometry to coherent dissipative dynamics in quantum mechanics [68.8204255655161]
有限レベル系の場合、対応する接触マスター方程式で示される。
2レベル系の量子崩壊をコヒーレントかつ連続的な過程として記述する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-29T18:27:38Z) - Quantum Simulation of Open Quantum Systems Using a Unitary Decomposition
of Operators [0.0]
任意の量子作用素は、少なくとも4つのユニタリ作用素の線型結合として正確に分解可能であることを示す。
結果は古典的な計算と一致しており、中間的および将来の量子デバイスにおける非単位演算の約束を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-23T18:00:02Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z) - Work as an external quantum observable and an operational quantum work
fluctuation theorem [0.0]
我々は、$H_mathcalS$の知識に依存する量子作業ゆらぎ定理は、古典的な定理とは対照的に、ほとんど実践的な関連性がないと論じる。
我々は、未知系の自由エネルギー差の有界性を決定するために、運用上アクセス可能であり、原理的に実験で実装できるゆらぎ定理を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-13T18:33:41Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。