論文の概要: Characterizing quantum precision enhancement for multiple currents in open quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.35982v1
- Date: Mon, 28 Sep 2026 18:00:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-30 21:28:46.91563
- Title: Characterizing quantum precision enhancement for multiple currents in open quantum systems
- Title（参考訳）: オープン量子系における多重電流の量子精度向上のキャラクタリゼーション
- Abstract要約: 運動的不確実性関係(KUR)は、古典的非平衡系の個々の電流の変動を制約する。
相関電流変動がこの古典的極限を超える量子デバイスを特定するために、我々の理論を適用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The kinetic uncertainty relation (KUR) constrains fluctuations of individual currents in classical nonequilibrium systems in terms of the dynamical activity, which quantifies the average number of transitions per unit of time. Here, we derive a multi-current KUR (MKUR) establishing the precision limit for multiple currents generated in classical stochastic processes in the nonequilibrium steady state. We then apply our theory to identify quantum devices whose correlated current fluctuations surpass this classical limit by comparing the quantum system to a classical emulator with the same average currents in the steady state. In this way, violations of the emulator's MKUR have a clear physical meaning, i.e., that the quantum-coherent evolution reduces joint current fluctuations below what is possible for a classical Markovian system with the same energy-level structure and incoherent resources. Since the MKUR incorporates correlations between currents, its violation pinpoints nonclassical fluctuations in parameter regimes where the single-current KUR is satisfied. We illustrate the essential and complementary role of these bounds for characterizing joint current precision with two examples: a coherently driven two-level system and an experimentally motivated model of a three-level heat engine subject to parasitic environmental couplings.
- Abstract（参考訳）: 運動的不確実性関係(KUR)は、時間単位当たりの平均遷移数を定量化する動的活動の観点から、古典的非平衡系の個々の電流の変動を制約する。
ここでは、非平衡定常状態の古典的確率過程において発生する多重電流の精度限界を確立する多電流KUR(MKUR)を導出する。
次に、我々の理論を適用して、量子系と古典的エミュレータを定常状態の同じ平均電流で比較することにより、相関電流のゆらぎがこの古典的極限を超える量子デバイスを同定する。
このように、エミュレータのMKURの違反は明らかな物理的意味、すなわち量子コヒーレント進化は、同じエネルギーレベル構造と非コヒーレント資源を持つ古典マルコフ系において可能なよりも低い結合電流の変動を減少させる。
MKURは電流間の相関を取り入れているため、その違反ピンポイントは単一電流KURが満たされるパラメータ状態の非古典的変動を指摘できる。
本稿では,これらの境界が結合電流の精度を特徴付ける上で必須かつ相補的な役割を,コヒーレント駆動型二段系と寄生環境結合を受ける三段式熱機関の実験的動機付けモデルという2つの例で説明する。
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