論文の概要: The Quantum Mechanics of Rare Events: From Quantum Walks to Stochastic Inflation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.06319v1
• Date: Thu, 06 Aug 2026 17:33:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-07 15:25:20.98491
• Title: The Quantum Mechanics of Rare Events: From Quantum Walks to Stochastic Inflation
• Title（参考訳）: 希少事象の量子力学:量子ウォークから確率的インフレ
• Abstract要約: 本研究は, 測定による相対エントロピーの最小化を図った。 この観点は、幅広い開量子系の熱力学的記述を提供する。 固定されたデジッター背景における長波長場の密度行列の進化はKMS対称性を破ることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.145356152201166
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Rare fluctuations in physical systems depend on the detailed microphysics responsible for the fluctuations. In classical statistical systems, the large deviation principle has elucidated the role of semi-classics in describing this regime, and has simultaneously provided a the mathematical foundation of statistical mechanics. Large deviation theory for quantum system is considerably less developed. As all physical systems are fundamentally quantum mechanical, this leaves a major gap in our understanding of rare fluctuations relevant to statistical physics, cosmology, and more. In this paper, we develop the practical aspects of the theory of large deviations relevant for calculating rare events in physical systems from quantum walks to cosmology. We first analyze the case of the anharmonic oscillator coupled to a bath, showing explicitly how the system evolves from dominantly statistical (e.g. thermal) to quantum fluctuations. We then generalize these results, showing that the dominant rare fluctuations minimize the measurement-induced relative entropy. This perspective provides a thermodynamic description of a wide range of open quantum systems. We apply these results to random walks that arise in cosmology through stochastic inflation. We show that the evolution of the density matrix of long wavelength fields on a fixed de Sitter background breaks the KMS symmetry, giving rise to a stationary density matrix that does not respect detailed balance.
• Abstract（参考訳）: 物理系の希少なゆらぎは、ゆらぎの原因となる詳細な微小物理学に依存する。 古典的な統計システムにおいて、大きな偏差原理は、この状態を記述する上での半古典学の役割を解明し、同時に統計力学の数学的基礎を提供した。 量子系に対する大きな偏差理論は、かなり発展していない。 すべての物理系は基本的に量子力学であるため、これは統計物理学、宇宙論などに関連する希少な変動の理解において大きなギャップを残している。 本稿では,量子ウォークから宇宙論への物理系における希少事象の計算に関係した大規模偏差理論の実践的側面を開発する。 まず、入浴に結合した無調波発振器のケースを分析し、システムが支配的な統計的(例えば熱)から量子ゆらぎへとどのように進化するかを明らかにした。 次に,これらの結果を一般化し,測定による相対エントロピーの最小化を図った。 この観点は、幅広い開量子系の熱力学的記述を提供する。 これらの結果は、確率的インフレーションを通じて宇宙論で生じるランダムウォークに適用する。 固定されたデシッター背景における長波長場の密度行列の進化はKMS対称性を破り、詳細なバランスを尊重しない定常密度行列を生じさせることを示す。

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