論文の概要: Entanglement-enhanced fluctuation-free daemonic ergotropy with random measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.23372v1
- Date: Mon, 24 Aug 2026 15:19:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-25 18:24:37.017388
- Title: Entanglement-enhanced fluctuation-free daemonic ergotropy with random measurements
- Title（参考訳）: ランダムな測定による絡み合いを伴わないゆらぎのないデイモン的エルゴトロピー
- Abstract要約: 本研究では,無作為なデーモンエルゴトロピーにより,測定支援作業抽出において熱力学的に絡み合うことができることを示す。
補助測定がランダム化されると、この等価性が損なわれることを示す。
これらの結果は, エンタングルメントの熱力学的プローブとしてランダム化デーモン型エルゴトロピーを確立した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.519869652834373
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Optimized daemonic ergotropy can make entanglement thermodynamically dispensable in measurement-assisted work extraction: for a fixed system marginal, quantum-classical states can reproduce the maximal work obtainable by optimizing the auxiliary measurement. We show that this equivalence is broken when the auxiliary measurement is randomized. For qudit-qubit quantum-classical states under Haar-random projective measurements, we derive upper bounds on the averaged daemonic gain and prove a gain-fluctuation trade-off, showing that any positive randomized gain necessarily entails measurement-induced fluctuations. In sharp contrast, a family of two-qubit entangled pure states attains the algebraic maximum of the gain allowed by a system marginal while remaining fluctuation-free for every measurement basis, yielding at least twice the gain achievable by any quantum-classical state with the same marginal. We further demonstrate that such conclusion holds when general two-qubit separable states are considered positioning randomized gain as a sufficient criterion for entanglement certification. Finally, we show that the entanglement advantage persists under partially randomized measurements sampled from a polar cap around the optimal basis. These results establish randomized daemonic ergotropy as a thermodynamic probe of entanglement and exhibit the connection between measurement-induced work fluctuations on the type of correlations: quantum entanglement vs classical.
- Abstract（参考訳）: 最適化されたデーモン的エルゴトロピーは、測定支援された作業抽出において熱力学的に絡み合いを無くし、固定されたシステム境界状態において、量子古典状態は、補助的な測定を最適化することで得られる最大処理を再現することができる。
補助測定がランダム化されると、この等価性が損なわれることを示す。
ハールランダム射影測定の下でのキューディット量子古典状態に対しては、平均化されたデーモンゲインの上限を導出し、ゲインゆらぎのトレードオフを証明し、任意の正のランダム化されたゲインが測定によって引き起こされる揺らぎを必然的に伴うことを示す。
鋭い対照的に、2ビットの絡み合った純状態の族は、全ての測定ベースで変動のないままに系が許容する利得の代数的最大値に達し、同じ利得を持つ任意の量子古典状態によって少なくとも2倍の利得が得られる。
さらに、この結論は、一般の2ビット分離可能な状態がランダム化ゲインを絡み合い認証の十分な基準として位置づけられている場合にも成立することを示す。
最後に、この絡み合いの利点は、極冠から採取した部分ランダム化測定の下で、最適基準付近で持続することを示す。
これらの結果は, エンタングルメントの熱力学的プローブとしてランダム化デーモンエルゴトロピーを確立し, 量子エンタングルメントと古典的エンタングルメントの関係を示す。
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