論文の概要: The Filtering Demon: Beyond Standard Thermodynamic Bounds and Harnessing Measurement Error and Quantum Friction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.22826v1
• Date: Sat, 19 Sep 2026 07:00:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-22 20:29:00.567582
• Title: The Filtering Demon: Beyond Standard Thermodynamic Bounds and Harnessing Measurement Error and Quantum Friction
• Title（参考訳）: 濾過デーモン:標準熱力学境界を超え、ハーネス測定誤差と量子摩擦
• Abstract要約: 我々は、マクスウェルの悪魔を用いて、有害な軌道をフィルタリングするオットー情報エンジンを提案する。 我々はOIEが対応する標準オットーエンジンと比較して作業出力と安定性を向上できることを実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.134516403101875
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Standard stochastic heat engines operate blindly, enforcing work extraction protocols indiscriminately on microstates, and consequently suppressing work output, stability, efficiency. To overcome this, we propose an Otto information engine (OIE) that employs a Maxwell's demon to filter out detrimental stochastic trajectories, and demonstrate that the OIE can provide enhanced work output and stability compared to the corresponding standard Otto engine. Remarkably, even after accounting for the energetic costs of the demon, the OIE efficiency surpasses both the standard Otto limit and Carnot bound. Furthermore, by applying the fluctuation theorem of information dissipation, we derive upper and lower bounds on efficiency, confirming that our results adhere to the second law of thermodynamics. Finally, and counterintuitively, measurement errors and quantum inner friction, traditionally considered deleterious, can be harnessed as resources, which improves robustness and enables us to ignore the adiabatic strokes time.
• Abstract（参考訳）: 標準的な確率型熱エンジンは盲目的に動作し、マイクロステートで不特定に作業抽出プロトコルを強制し、その結果、作業の出力、安定性、効率を抑える。 そこで我々は,Maxwellのデーモンを用いたオットー情報エンジン(OIE)を提案し,OIEが対応する標準オットーエンジンと比較して作業出力と安定性を向上できることを実証した。 注目すべきは、デーモンのエネルギ的なコストを考慮に入れたとしても、OIE効率は標準オットー極限とカルノー境界を超越していることである。 さらに、情報散逸のゆらぎ定理を適用することにより、効率の上下境界を導出し、結果が熱力学の第二法則に従うことを確認する。 最後に、従来は有害と考えられていた測定誤差と量子内摩擦を資源として利用することができ、堅牢性を改善し、断続的なストローク時間を無視することができる。

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