Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > quant-ph > arXiv:2012.11626

帮助 | 高级搜索

量子物理

arXiv:2012.11626 (quant-ph)
[提交于 2020年12月21日 (v1) ,最后修订 2021年8月12日 (此版本, v2)]

标题: 被动态上的偏序关系与量子热力学中的霍夫曼优势关系

标题: Partial order on passive states and Hoffman majorization in quantum thermodynamics

Authors:Uttam Singh, Siddhartha Das, Nicolas J. Cerf
摘要: 被动态,即那些不能通过单位操作提取功的状态,在量子热力学的基础和应用中起着重要作用。 它们推广了熟悉的吉布斯热态,这些是唯一在张量积下稳定的被动态。 在这里,我们引入了一个被动态集合上的偏序关系,该关系捕捉了被动态比另一个被动态更“虚拟”冷的概念。 这个偏序关系,我们通过定义相对被动性的概念来构建,基于虚拟温度对被动态进行细粒度比较(就像热态根据其温度进行比较一样)。 然后,我们表征了在某些固定的输入和输出被动态下,对虚拟更冷状态集闭合的量子操作。 将状态的活性(即非被动性)视为一种资源,我们的主要结果是关于这些相对被动性保持操作下一类纯活性态变换的必要且充分条件。 该条件赋予了霍夫曼提出的非递增向量集合上的优超关系以量子热力学意义。 然后表明,在相对被动性保持操作下的最大可提取功等于这些纯活性态的熵力。 最后,我们能够完全表征量子比特系统中更简单情况下的保持被动性的操作,从而得出在保持被动性的量子比特操作下的状态转换条件。 这项工作的前景是超越热力学操作的量子操作中可提取功的通用资源理论框架。
摘要: Passive states, i.e., those states from which no work can be extracted via unitary operations, play an important role in the foundations and applications of quantum thermodynamics. They generalize the familiar Gibbs thermal states, which are the sole passive states being stable under tensor product. Here, we introduce a partial order on the set of passive states that captures the idea of a passive state being virtually cooler than another one. This partial order, which we build by defining the notion of relative passivity, offers a fine-grained comparison between passive states based on virtual temperatures (just like thermal states are compared based on their temperatures). We then characterize the quantum operations that are closed on the set of virtually cooler states with respect to some fixed input and output passive states. Viewing the activity, i.e., non-passivity, of a state as a resource, our main result is then a necessary and sufficient condition on the transformation of a class of pure active states under these relative passivity-preserving operations. This condition gives a quantum thermodynamical meaning to the majorization relation on the set of non-increasing vectors due to Hoffman. The maximum extractable work under relative passivity-preserving operations is then shown to be equal to the ergotropy of these pure active states. Finally, we are able to fully characterize passivity-preserving operations in the simpler case of qubit systems, and hence to derive a state interconversion condition under passivity-preserving qubit operations. The prospect of this work is a general resource-theoretical framework for the extractable work via quantum operations going beyond thermal operations.
评论: 25页,3幅带说明的图表,接近发表版本
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 统计力学 (cond-mat.stat-mech); 数学物理 (math-ph)
引用方式: arXiv:2012.11626 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2012.11626v2 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2012.11626
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Phys. Rev. Research 3, 033091 (2021)
相关 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.033091
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Uttam Singh [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2020 年 12 月 21 日 19:00:22 UTC (207 KB)
[v2] 星期四, 2021 年 8 月 12 日 15:19:41 UTC (223 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
math.MP
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2020-12
切换浏览方式为:
cond-mat
cond-mat.stat-mech
math
math-ph
quant-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号