מנועי משאבים

מנועי משאבים

חותמת זמן: 10 בינואר 2024 8:23
מנועי משאבים PlatoBlockchain Data Intelligence. חיפוש אנכי. איי.

חנה ווג'וודקה-שצ'צ'קו1,2, Zbigniew Puchała2, וכמיל קורצ'קווה3

1המכון למתמטיקה, אוניברסיטת שלזיה בקטוביץ, בנקובה 14, 40-007 קטוביץ, פולין
2המכון לאינפורמטיקה תיאורטית ויישומית, האקדמיה הפולנית למדעים, באליטיקה 5, 44-100 גליביצה, פולין
3הפקולטה לפיזיקה, אסטרונומיה ומדעי המחשב יישומיים, אוניברסיטת Jagiellonian, 30-348 קרקוב, פולין

מצא את העיתון הזה מעניין או רוצה לדון? סקייט או השאירו תגובה ב- SciRate.

תַקצִיר

במאמר זה אנו שואפים לדחוף את האנלוגיה בין התרמודינמיקה לתיאוריות המשאבים הקוונטיים צעד אחד קדימה. ההשראות הקודמות התבססו בעיקר על שיקולים תרמודינמיים הנוגעים לתרחישים עם אמבט חום יחיד, תוך זניחת חלק חשוב בתרמודינמיקה החוקרת מנועי חום הפועלים בין שתי אמבטיות בטמפרטורות שונות. כאן, אנו חוקרים את הביצועים של מנועי משאבים, המחליפים את הגישה לשתי אמבטיות חום בטמפרטורות שונות עם שני אילוצים שרירותיים על טרנספורמציות מצב. הרעיון הוא לחקות את פעולתו של מנוע חום דו-פעימתי, שבו המערכת נשלחת לשני סוכנים (אליס ובוב) בתורות, והם יכולים לשנות אותה באמצעות קבוצות הפעולות החופשיות המוגבלות שלהם. אנו מעלים ומתייחסים למספר שאלות, כולל האם מנוע משאבים יכול ליצור מערך שלם של פעולות קוונטיות או כל טרנספורמציות מצב אפשריות, וכמה פעימות נדרשות לשם כך. אנו גם מסבירים כיצד תמונת מנוע המשאבים מספקת דרך טבעית למזג שתי תיאוריות משאבים או יותר, ונדון בפירוט במיזוג של שתי תיאוריות משאבים של תרמודינמיקה עם שתי טמפרטורות שונות, ושתי תיאוריות משאבים של קוהרנטיות ביחס לשני בסיסים שונים. .

► נתוני BibTeX

► הפניות

[1] פול CW דייויס. "תרמודינמיקה של חורים שחורים". נציג פרוג. פיזי. 41, 1313 (1978).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​41/​8/​004

[2] דניאל מ. צוקרמן. "פיזיקה סטטיסטית של ביומולקולות: מבוא". לחץ על CRC. (2010).
https: / / doi.org/ 10.1201 / b18849

[3] יבגני מיכאילוביץ' ליפשיץ ולב פטרוביץ' פיטאיבסקי. "פיסיקה סטטיסטית: תיאוריית המצב המעובה". כרך 9. Elsevier. (1980).
https://doi.org/​10.1016/​C2009-0-24308-X

[4] צ'ארלס ה' בנט. "התרמודינמיקה של החישוב - סקירה". Int. J. Theor. פיזי. 21, 905–940 (1982).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02084158

[5] רובין ג'יילס. "יסודות מתמטיים של תרמודינמיקה". הוצאת פרגמון. (1964).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​C2013-0-05320-0

[6] אריק צ'יטמבר וגלעד גור. "תיאוריות משאבים קוונטיים". כומר מוד. פיזי. 91, 025001 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.025001

[7] Ryszard Horodecki, Pawel Horodecki, Michał Horodecki, Karol Horodecki. "הסתבכות קוונטית". כומר מוד. פיזי. 81, 865–942 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.865

[8] T. Baumgratz, M. Cramer, and M. B. Plenio. "כימת קוהרנטיות". פיזי. הכומר לט. 113, 140401 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.140401

[9] I. Marvian. "סימטריה, אסימטריה ומידע קוונטי". עבודת דוקטורט. אוניברסיטת ווטרלו. (2012). כתובת אתר: https://​/​uwspace.uwaterloo.ca/​handle/​10012/​7088.
https://uwspace.uwaterloo.ca/ ידית/10012/7088

[10] ויקטור וויץ', SA Hamed Mousavian, דניאל גוטסמן וג'וזף אמרסון. "תורת המשאבים של חישוב קוונטי מייצב". חדש J. Phys. 16, 013009 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​1/​013009

[11] צ'ארלס ה' בנט, הרברט ג'יי ברנשטיין, סנדו פופסקו ובנג'מין שומאכר. "ריכוז הסתבכות חלקית על ידי פעולות מקומיות". פיזי. Rev. A 53, 2046 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.53.2046

[12] SJ van Enk. "כימת המשאב של שיתוף מסגרת התייחסות". פיזי. ר' א 71, 032339 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.032339

[13] אריק צ'יטמבר ומין-הסיו הסיה. "קישור בין תיאוריות המשאבים של הסתבכות וקוהרנטיות קוונטית". פיזי. הכומר לט. 117, 020402 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.020402

[14] דניאל ג'ונתן ומרטין בי פלניו. "מניפולציה מקומית בעזרת הסתבכות של מצבים קוונטיים טהורים". פיזי. הכומר לט. 83, 3566 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.3566

[15] Kaifeng Bu, Uttam Singh, וג'ונד וו. "טרנספורמציות קוהרנטיות קטליטיות". פיזי. ר' א 93, 042326 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.042326

[16] מיכל הורודצקי, יונתן אופנהיים ורישרד הורודצקי. "האם חוקי תורת ההסתבכות הם תרמודינמיים?". פיזי. הכומר לט. 89, 240403 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.89.240403

[17] Tomáš Gonda ורוברט W Spekkens. "מונוטונים בתיאוריות משאבים כלליות". קומפוזיציות 5 (2023).
https: / / doi.org/ 10.32408 / הרכב-5-7

[18] פרננדו GSL ברנדאו ומרטין בי פלניו. "תורת ההסתבכות והחוק השני של התרמודינמיקה". נאט. פיזי. 4, 873–877 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys1100

[19] Wataru Kumagai ו Masahito Hayashi. "ריכוז ההסתבכות הוא בלתי הפיך". פיזי. הכומר לט. 111, 130407 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.130407

[20] קמיל קורצ'קווה, כריסטופר ט צ'אב ומרקו טומיכל. "הימנעות מחוסר הפיך: המרות תהודה הנדסיות של משאבים קוונטיים". פיזי. הכומר לט. 122, 110403 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.110403

[21] לודוביקו לאמי וברטוש רגולה. "אין חוק שני של מניפולציה של הסתבכות אחרי הכל". נאט. פיזי. 19, 184–189 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-022-01873-9

[22] נלי הואי יינג נג, מישה פרבין וודס וסטפני ווהנר. "התעלות על יעילות קרנו על ידי מיצוי עבודה לא מושלמת". חדש J. Phys. 19, 113005 (2017).
https://doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aa8ced

[23] Hiroyasu Tajima ו Masahito Hayashi. "אפקט בגודל סופי על יעילות מיטבית של מנועי חום". פיזי. Rev. E 96, 012128 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.96.012128

[24] מוהיט לאל ברה, מסייג' לוונשטיין ומנבנדרה נאת' ברה. "השגת יעילות קרנו עם מנועי חום קוונטיים וננומטרים". Npj Quantum Inf. 7 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-021-00366-6

[25] פרידמן טונר וגינטר מאהלר. "מכונות קוונטיות תרמודינמיות אוטונומיות". פיזי. רפ' ה 72, 066118 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.72.066118

[26] מארק טי מיצ'יסון. "מכונות ספיגה תרמית קוונטית: מקררים, מנועים ושעונים". Contemp. פיזי. 60, 164–187 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2019.1631555

[27] M. Lostaglio, D. Jennings, and T. Rudolph. "תיאור של קוהרנטיות קוונטית בתהליכים תרמודינמיים דורש אילוצים מעבר לאנרגיה חופשית". נאט. Commun. 6, 6383 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms7383

[28] מ' הורודצקי וי' אופנהיים. "מגבלות יסוד עבור תרמודינמיקה קוונטית וננומטרית". נאט. Commun. 4, 2059 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms3059

[29] D. Janzing, P. Wocjan, R. Zeier, R. Geiss, and Th. בֵּית. "עלות תרמודינמית של אמינות וטמפרטורות נמוכות: הידוק העיקרון של לנדואר והחוק השני". Int. J. Theor. פיזי. 39, 2717–2753 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1023 / A: 1026422630734

[30] א' רוח, ר' שרנר ות"ח. זליגמן. "הכללה של משפט מאת הארדי, ליטלווד ופוליה". J. Math. אנאלי. יישום 76, 222–229 (1980).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0022-247X(80)90075-X

[31] מתאו לוסטגליו, דיוויד ג'נינגס וטרי רודולף. "תיאוריות משאבים תרמודינמיות, עקרונות אי-קומוטטיביות ועקרונות אנטרופיה מקסימלית". חדש J. Phys. 19, 043008 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aa617f

[32] מתאו Lostaglio, Álvaro M Alhambra וכריסטופר פרי. "פעולות תרמיות אלמנטריות". Quantum 2, 52 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2018-02-08-52

[33] J. Åberg. "כימות סופרפוזיציה" (2006). arXiv:quant-ph/​0612146.
arXiv: quant-ph / 0612146

[34] אלכסנדר סטרלטסוב, ג'ררדו אדסו ומרטין ב' פלניו. "קולוקוויום: קוהרנטיות קוונטית כמשאב". כומר מוד. פיזי. 89, 041003 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.89.041003

[35] Viswanath Ramakrishna, Kathryn L. Flores, Herschel Rabitz, and Raimund J. Ober. "שליטה קוונטית על ידי פירוק SU(2)". פיזי. ר' א 62, 053409 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.62.053409

[36] סת' לויד. "כמעט כל שער לוגי קוונטי הוא אוניברסלי". פיזי. הכומר לט. 75, 346 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.75.346

[37] ניק וויבר. "על האוניברסליות של כמעט כל שער לוגיקה קוונטי". J. Math. פיזי. 41, 240–243 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.533131

[38] פ.לונטל. "דור סופי אחיד של קבוצת הסיבוב". Rocky Mt. J. Math. 1, 575–586 (1971).
https:/​/​doi.org/​10.1216/​RMJ-1971-1-4-575

[39] פ.לונטל. "דור סופי אחיד של SU(2) ו-SL(2,R)". קנדה. J. Math. 24, 713–727 (1972).
https://doi.org/​10.4153/​CJM-1972-067-x

[40] מ' חמאדה. "המספר המינימלי של סיבובים על שני צירים לבניית סיבוב קבוע שרירותי". R. Soc. פתח Sci. 1 (2014).
https://doi.org/​10.1098/​rsos.140145

[41] K. Korzekwa, D. Jennings, and T. Rudolph. "אילוצים מבצעיים על ניסוחים תלויי מדינה של יחסי שגיאה-הפרעה קוונטית". פיזי. ר' א 89, 052108 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.052108

[42] מרטין אידל ומייקל מ. וולף. "צורה נורמלית של סינקורן למטריצות יחידות". אפליקציית אלגברה לינארית 471, 76–84 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.laa.2014.12.031

[43] Z. Puchała, Ł. Rudnicki, K. Chabuda, M. Paraniak, and K. Życzkowski. "יחסי ודאות, הסתבכות הדדית וסעיפים בלתי ניתנים להחלפה". פיזי. ר' א 92, 032109 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.032109

[44] Z.I. בורביץ' וש.ל. Krupetskij. "תת-קבוצות של הקבוצה היוניטרית המכילות את קבוצת המטריצות האלכסוניות". J. Sov. מתמטיקה. 17, 1718–1730 (1981).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01465451

[45] M. Schmid, R. Steinwandt, J. Müller-Quade, M. Rötteler, and T. Beth. "פירוק מטריצה ​​לגורמים מחזוריים ואלכסוניים". אפליקציית אלגברה לינארית 306, 131–143 (2000).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0024-3795(99)00250-5

[46] O. Häggström. "שרשרות סופיות של מרקוב ויישומים אלגוריתמיים". טקסטים של האגודה המתמטית של לונדון. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג'. (2002).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511613586

[47] ויקטור לופז כומר, ג'ף לונדין ופלוריאן מרקארד. "אבולוציה שרירותית של גל אופטי עם טרנספורמציות פורייה ומסכות פאזה". העדיף. Express 29, 38441–38450 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.432787

[48] מרקו הוהטנן ואלן פרמקי. "הפקת מטריצות לתוצר של מטריצות מחזוריות ואלכסוניות". J. Fourier Anal. יישום 21, 1018–1033 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00041-015-9395-0

[49] קרלו ספראציארי, לידיה דל ריו, קרלו מריה סקנדולו, פיליפ פייסט וג'ונתן אופנהיים. "החוק הראשון של תיאוריות המשאבים הקוונטיים הכלליים". Quantum 4, 259 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-04-30-259

[50] ריוג'י טקאגי ובארטוש רגולה. "תיאוריות משאבים כלליות במכניקת הקוונטים והלאה: אפיון תפעולי באמצעות משימות אפליה". פיזי. Rev. X 9, 031053 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.031053

[51] Roy Araiza, Yidong Chen, Marius Junge ו-Peixue Wu. "מורכבות תלוית משאבים של ערוצים קוונטיים" (2023). arXiv:2303.11304.
arXiv: 2303.11304

[52] לוצ'יאנו פריירה, אלחנדרו רוחאס, גוסטבו קניאס, גוסטבו לימה, אלדו דלגדו ואדן קאבלו. "אינטרפרומטרים לעומק אופטי מינימלי מרובי יציאות לקירוב כל טרנספורמציה יחידה וכל מצב טהור" (2020). arXiv:2002.01371.
arXiv: 2002.01371

[53] בריאן איסטין ועמנואל קניל. "הגבלות על ערכות שערים קוונטיים מקודדים רוחביים". פיזי. הכומר לט. 102, 110502 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.110502

[54] ג'ונאס טי אנדרסון, גיום דוקלוס-סיאנצ'י ודיוויד פולין. "המרה סובלנית לתקלות בין הקודים הקוונטיים של Steane ו-Reed-Muller". פיזי. הכומר לט. 113, 080501 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.080501

[55] תומס ג'וצ'ים-אוקונור וריימונד לאפלם. "שימוש בקודים קוונטיים משורשרים עבור שערים קוונטיים אוניברסליים סובלני תקלות". פיזי. הכומר לט. 112, 010505 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.010505

[56] אנטוניו אסין, ג'יי איגנסיו צ'יראק ומאצ'יי לוונשטיין. "חלחול הסתבכות ברשתות קוונטיות". נאט. פיזי. 3, 256–259 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys549

[57] ג'ף קימבל. "האינטרנט הקוונטי". טבע 453, 1023–1030 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature07127

[58] Sébastien Perseguers, GJ Lapeyre, D Cavalcanti, M Lewenstein, and A Acín. "הפצת הסתבכות ברשתות קוונטיות בקנה מידה גדול". נציג פרוג. פיזי. 76, 096001 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​76/​9/​096001

[59] צ.-ח. צ'ו. "דיסקים הולומורפיים, מבני ספין וקוהומולוגיה של פלור של טורוס קליפורד". Int. מתמטיקה. מילון הודעות 2004, 1803–1843 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1155 / S1073792804132716

[60] ס.א. מרקון. "שרשרות מרקוב: גישה תיאורטית גרפית". תזה לתואר שני. אוניברסיטת יוהנסבורג. (2012). כתובת אתר: https://​/​ujcontent.uj.ac.za/​esploro/​outputs/​999849107691.
https://​/​ujcontent.uj.ac.za/​esploro/​outputs/​999849107691

מצוטט על ידי

[1] Kohdai Kuroiwa, Ryuji Takagi, Gerardo Adesso, ו-Hayata Yamasaki, "כל קוונטי עוזר: יתרון תפעולי של משאבים קוונטיים מעבר לקמורות", arXiv: 2310.09154, (2023).

[2] Kohdai Kuroiwa, Ryuji Takagi, Gerardo Adesso, ו-Hayata Yamasaki, "מדדי משאבים איתנים ומשקל ללא הגבלת קמור: עדות ריבוי עותקים ויתרון תפעולי בתיאוריות משאבים קוונטיות סטטיות ודינמיות", arXiv: 2310.09321, (2023).

[3] Gökhan Torun, Onur Pusuluk, ו- Özgür E. Müstecaplıoğlu, "סקירה מקיפה של תיאוריות משאבים מבוססות עיקריות: מידע קוונטי ותרמודינמיקה קוונטית", arXiv: 2306.11513, (2023).

הציטוטים לעיל הם מ- מודעות SAO / NASA (עודכן לאחרונה בהצלחה 2024-01-11 14:12:48). הרשימה עשויה להיות שלמה מכיוון שלא כל בעלי האתרים מספקים נתוני ציטוט ראויים ומלאים.

On השירות המוזכר של קרוסרף לא נמצאו נתונים על ציטוט עבודות (ניסיון אחרון 2024-01-11 14:12:46)

מאמר זה מתפרסם בקוונטים תחת התקציב ייחוס Creative Commons 4.0 הבינלאומי (CC BY 4.0) רישיון. זכויות יוצרים נשארות עם בעלי זכויות היוצרים המקוריים כמו המחברים או מוסדותיהם.

בול זמן:

עוד מ יומן קוונטים