論文の概要: Quantum Mpemba Speedups in the Thermodynamics of Landauer Erasure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.16254v1
• Date: Mon, 17 Aug 2026 08:25:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.591717
• Title: Quantum Mpemba Speedups in the Thermodynamics of Landauer Erasure
• Title（参考訳）: ランドウアーエロージャの熱力学における量子ムペンバスピードアップ
• Abstract要約: 固定運転時消去忠実度における消散熱は、初期状態と最も遅いリウビリアン緩和モードの重なりによって大きく制御されていることを示す。 修正有限時間ランダウアー境界(英語版)を導出し、この緩やかなモード射影により、準定常極限を超える過剰な散逸が2次的にスケールする。 最小クォートモデルでは、これらの量子Mpembaのスピードアップが示され、コヒーレンスモードとハミルトンモードが有限時間エントロピー生成を抑制するために共起する広いパラメータ状態が明らかになる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate how nonequilibrium quantum initial states can reduce the finite-time thermodynamic cost of Landauer erasure. Considering a general finite-dimensional quantum memory coupled to a thermal reservoir via a Davies generator, we show that the dissipated heat at a fixed operational erasure fidelity is largely controlled by the overlap of the initial state with the slowest Liouvillian relaxation mode. We derive a modified finite-time Landauer bound in which the excess dissipation above the quasistatic limit scales quadratically with this slow mode projection, and we prove a sufficient Mpemba Landauer condition under which a hotter state can erase faster and dissipate less heat than a colder preparation, without violating Landauer's principle. A minimal qutrit model illustrates these quantum Mpemba speedups and reveals broad parameter regimes where coherence and Hamiltonian-induced modes conspire to suppress finite-time entropy production. We further identify practical control knobs, including temperature tuning, coherence engineering, and Hamiltonian shaping of Liouvillian spectra, which enable Mpemba-enhanced erasure to be directly tested on platforms such as superconducting circuits, trapped ions, semiconductor quantum dots, and solid-state spins.
• Abstract（参考訳）: 非平衡量子初期状態がランダウアー消去の有限時間熱力学的コストをいかに低減するかを検討する。 デービス発生器を介して熱貯水池に結合した一般的な有限次元量子メモリを考えると、固定された運転消去忠実度における散散熱は、初期状態と最も遅いリウビリア緩和モードの重なりによって大きく制御されていることを示す。 準定常限界を超える過剰な散逸が、この緩やかなモード射影と2次的にスケールする修正有限時間ランダウアー境界を導出し、ランダウアーの原理に反することなく、ホットター状態がより早く消去され、より低温な準備よりも少ない熱を放散できる十分なムペンバランダウアー条件を証明した。 最小クォートモデルでは、これらの量子Mpembaのスピードアップが示され、コヒーレンスモードとハミルトンモードが有限時間エントロピー生成を抑制するために共起する広いパラメータ状態が明らかになる。 さらに、温度調整、コヒーレンスエンジニアリング、リウビリアスペクトルのハミルトン整形を含む実用的な制御ノブを同定し、超伝導回路、トラップイオン、半導体量子ドット、固体スピンなどのプラットフォーム上で直接Mpembaの消去をテストできるようにする。

関連論文リスト

• Nonreciprocal Relaxation Acceleration [8.7257280832048]
  過渡的に設計した非平衡散逸チャネルは、目標の非平衡定常状態への収束を加速できることを示す。 この結果は,連続可変量子系における高速な状態生成と冷却のための強力な熱力学技術を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-07-15T16:17:41Z)
• Anomaly to Resource: The Mpemba Effect in Quantum Thermometry [0.0]
  非平衡量子温度測定は、平衡戦略と寒冷状態の両方を過渡的に上回ることを示す。 その結果、非平衡量子温度測定の一般的な設計原理として異常緩和が確立された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-08T15:51:47Z)
• Quantum Thermal State Preparation [39.91303506884272]
  量子マスター方程式をシミュレートするための簡単な連続時間量子ギブスサンプリングを導入する。 我々は、特定の純ギブス状態を作成するための証明可能かつ効率的なアルゴリズムを構築した。 アルゴリズムのコストは温度、精度、混合時間に依存している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-31T17:29:56Z)
• Finite-time Landauer principle beyond weak coupling [0.0]
  我々は、1つのフェルミオンモードの占有において符号化されたビットに対してランダウアーの原理の有限時間版を開発する。 非マルコフ的かつ強い結合効果を考慮したランダウアー境界に対する有限時間補正を特徴付ける。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-03T18:00:13Z)
• Quantum thermodynamics with fast driving and strong coupling via the mesoscopic leads approach [0.0]
  熱浴と強く結合した駆動量子系の熱力学を理解することは、量子熱力学とメソスコピック物理学の中心的な焦点である。 メソスコピックリードのアプローチは、最近定常的な熱機械に一般化され、非相互作用極限でランダウアーB"ユティカー理論を再現する能力を持つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-02T15:15:59Z)
• Fast Thermalization from the Eigenstate Thermalization Hypothesis [69.68937033275746]
  固有状態熱化仮説(ETH)は閉量子系における熱力学現象を理解する上で重要な役割を果たしている。 本稿では,ETHと高速熱化とグローバルギブス状態との厳密な関係を確立する。 この結果はカオス開量子系における有限時間熱化を説明する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-14T18:48:31Z)
• Observation of Time-Crystalline Eigenstate Order on a Quantum Processor [80.17270167652622]
  量子体系は、その低温平衡状態において豊富な相構造を示す。 超伝導量子ビット上の固有状態秩序DTCを実験的に観測する。 結果は、現在の量子プロセッサ上での物質の非平衡相を研究するためのスケーラブルなアプローチを確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-28T18:00:03Z)
• Taking the temperature of a pure quantum state [55.41644538483948]
  温度は一見単純な概念で、量子物理学研究の最前線ではまだ深い疑問が浮かび上がっています。 本稿では,量子干渉による純状態の温度測定手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:18:37Z)
• Adiabatic Sensing Technique for Optimal Temperature Estimation using Trapped Ions [64.31011847952006]
  捕捉イオンを用いた最適なフォノン温度推定のための断熱法を提案する。 フォノンの熱分布に関する関連する情報は、スピンの集合的な自由度に伝達することができる。 それぞれの熱状態確率は、各スピン励起構成に近似的にマッピングされることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T12:58:08Z)
• Analog cosmological reheating in an ultracold Bose gas [58.720142291102135]
  超低温ボースガス中の一般宇宙論単体モデルの再加熱様ダイナミクスを量子シミュレーションする。 非相対論的極限において、拡大時空と背景振動インフラトン場を模倣する。 提案された実験は、弱い結合状態を超えても、最近まで進化を探求する可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-05T18:00:26Z)
• Probing eigenstate thermalization in quantum simulators via fluctuation-dissipation relations [77.34726150561087]
  固有状態熱化仮説(ETH)は、閉量子多体系の平衡へのアプローチの普遍的なメカニズムを提供する。 本稿では, ゆらぎ・散逸関係の出現を観測し, 量子シミュレータのフルETHを探索する理論に依存しない経路を提案する。 我々の研究は、量子シミュレータにおける熱化を特徴づける理論に依存しない方法を示し、凝縮物質ポンプ-プローブ実験をシミュレーションする方法を舗装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-20T18:00:02Z)

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。