論文の概要: Thermodynamic Uncertainty of Work in Time-Dependently Driven Open Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.17032v1
• Date: Tue, 15 Sep 2026 11:39:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-16 14:56:08.478278
• Title: Thermodynamic Uncertainty of Work in Time-Dependently Driven Open Quantum Systems
• Title（参考訳）: 時間依存型オープン量子システムにおける仕事の熱力学的不確かさ
• Abstract要約: プロトコルによって駆動されるオープン量子システムにおける作業に対する熱力学的不確実性関係を導出する。 作業統計は、クルックスとヤジンスキーのゆらぎ関係をもたらすガラヴォッティ-コーエン対称性に従う。 正方波および正弦波駆動下での散逸性2レベル系の関係について述べる。
• 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: We derive a thermodynamic uncertainty relation for work in an open quantum system driven by a time-dependent protocol and subject to repeated projective energy measurements. The protocol is represented by a sequence of protocol quenches separated by finite-time Lindblad evolution, so that work is accumulated at the quenches while dissipation occurs between them. The resulting work statistics obey the Gallavotti-Cohen symmetry to give rise to the Crooks and Jarzynski fluctuation relations. By perturbing the dissipative dynamics and combining the Cramér--Rao inequality with the quantum Fisher information, we obtain $\mathrm{Var}\,{\cal W}/[τ\partial_τ\langle{\cal W}\rangle]^2\ge 1/{\cal F}\ge\max(1/{\cal A},2/{\cal E})$, where $\langle{\cal W}\rangle$ is the work expectation value, $\mathrm{Var}\,{\cal W}$ is the variance of work, ${\cal F}$ is the Fisher information, ${\cal A}$ is the dynamical activity, ${\cal E}$ is the dimensionless entropy production, and $τ$ is the switching time interval between quenches. The two thermodynamic bounds follow from two independent perturbations that generate the same response of the work statistics. We illustrate the relation for a dissipative two-level system under square-wave and sinusoidal driving and show that the tighter thermodynamic bound can depend on the driving protocol and switching time scale.
• Abstract（参考訳）: 我々は、時間依存プロトコルによって駆動されるオープン量子システムにおける作業に対する熱力学的不確実性関係を導出し、繰り返し射影エネルギー測定を行う。 このプロトコルは、有限時間リンドブラッド進化によって分離された一連のプロトコルクエンチで表されるので、その間に散逸が生じながらクエンチで作業が蓄積される。 結果は、ガラヴォッティ・コーエン対称性に従い、クルックスとジャージンスキーのゆらぎ関係を生じさせる。 散逸的ダイナミクスを摂動させ、量子フィッシャー情報とCramér-Raoの不等式を組み合わせることで、$\mathrm{Var}\,{\cal W}/[τ\partial_τ\langle{\cal W}\rangle]^2\ge 1/{\cal F}\ge\max(1/{\cal A},2/{\cal E})$を得る。 2つの熱力学境界は、作業統計の同じ応答を生成する2つの独立した摂動から従う。 正方波および正弦波駆動下での散逸性2段階系の関係を述べるとともに,より厳密な熱力学的境界が駆動プロトコルと切替時間スケールに依存することを示す。

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