Silniki zasobów

Silniki zasobów

Znacznik czasu: 10 stycznia 2024 8:23
Silniki zasobów PlatoBlockchain Data Intelligence. Wyszukiwanie pionowe. AI.

Hanna Wojewódka-Ściążko1,2, Zbigniew Puchała2i Kamil Korzekwa3

1Instytut Matematyki Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, Bankowa 14, 40-007 Katowice, Polska
2Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej PAN, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice
3Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Jagielloński, 30-348 Kraków, Polska

Czy ten artykuł jest interesujący czy chcesz dyskutować? Napisz lub zostaw komentarz do SciRate.

Abstrakcyjny

W tym artykule staramy się popchnąć o krok dalej analogię między termodynamiką a teoriami zasobów kwantowych. Poprzednie inspiracje opierały się głównie na rozważaniach termodynamicznych dotyczących scenariuszy z pojedynczą kąpielą cieplną, zaniedbując ważną część termodynamiki badającą silniki cieplne pracujące pomiędzy dwiema kąpielami w różnych temperaturach. Tutaj badamy wydajność silników zasobów, które zastępują dostęp do dwóch kąpieli cieplnych w różnych temperaturach dwoma arbitralnymi ograniczeniami transformacji stanu. Pomysł polega na imitacji działania dwusuwowego silnika cieplnego, w którym system jest wysyłany na zmianę do dwóch agentów (Alicji i Boba), którzy mogą go przekształcić za pomocą swoich ograniczonych zestawów swobodnych operacji. Zadajemy i odpowiadamy na kilka pytań, w tym, czy silnik zasobów może wygenerować pełny zestaw operacji kwantowych lub wszystkie możliwe transformacje stanów i ile uderzeń jest do tego potrzebnych. Wyjaśniamy również, w jaki sposób obraz silnika zasobów zapewnia naturalny sposób połączenia dwóch lub więcej teorii zasobów i szczegółowo omawiamy połączenie dwóch teorii termodynamiki zasobów z dwiema różnymi temperaturami oraz dwóch teorii koherencji zasobów w odniesieniu do dwóch różnych baz .

► Dane BibTeX

► Referencje

[1] Paula CW Daviesa. „Termodynamika czarnych dziur”. Program Rep. Fiz. 41, 1313 (1978).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​41/​8/​004

[2] Daniela M. Zuckermana. „Fizyka statystyczna biomolekuł: wprowadzenie”. CRC Prasa. (2010).
https: / / doi.org/ 10.1201 / b18849

[3] Jewgienij Michajłowicz Lifszytz i Lew Pietrowicz Pitajewski. „Fizyka statystyczna: teoria stanu skondensowanego”. Tom 9. Elsevier. (1980).
https://​/​doi.org/​10.1016/​C2009-0-24308-X

[4] Charlesa H. Bennetta. „Termodynamika obliczeń - przegląd”. Wewnętrzne J. Teoria. Fiz. 21, 905–940 (1982).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02084158

[5] Robina Gilesa. „Matematyczne podstawy termodynamiki”. Prasa Pergamońska. (1964).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​C2013-0-05320-0

[6] Erica Chitambara i Gilada Gour. „Teorie zasobów kwantowych”. Wielebny Mod. Fiz. 91, 025001 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.025001

[7] Ryszard Horodecki, Paweł Horodecki, Michał Horodecki i Karol Horodecki. "Splątanie kwantowe". Wielebny Mod. fizyka 81, 865–942 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.865

[8] T. Baumgratz, M. Cramer i M. B. Plenio. „Ilościowa spójność”. Fiz. Wielebny Lett. 113, 140401 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.140401

[9] I. Marvian. „Symetria, asymetria i informacja kwantowa”. Praca doktorska. Uniwersytetu Waterloo. (2012). adres URL: https://​/​uwspace.uwaterloo.ca/​handle/​10012/​7088.
https://​/​uwspace.uwaterloo.ca/​handle/​10012/​7088

[10] Victor Veitch, SA Hamed Mousavian, Daniel Gottesman i Joseph Emerson. „Teoria zasobów obliczeń kwantowych stabilizatora”. Nowy J. Phys. 16, 013009 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​1/​013009

[11] Charles H. Bennett, Herbert J. Bernstein, Sandu Popescu i Benjamin Schumacher. „Skoncentrowanie częściowego splątania poprzez operacje lokalne”. Fiz. Rev. A 53, 2046 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.53.2046

[12] SJ van Enka. „Ilościowe określenie zasobu współdzielenia układu odniesienia”. Fiz. Rev. A 71, 032339 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.032339

[13] Eric Chitambar i Min-Hsiu Hsieh. „Powiązanie teorii zasobów splątania i spójności kwantowej”. Fiz. Wielebny Lett. 117, 020402 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.020402

[14] Daniel Jonathan i Martin B Plenio. „Wspomagana splątaniem lokalna manipulacja czystymi stanami kwantowymi”. Fiz. Wielebny Lett. 83, 3566 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.3566

[15] Kaifeng Bu, Uttam Singh i Junde Wu. „Katalityczne przemiany koherencji”. Fiz. Rev. A 93, 042326 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.042326

[16] Michał Horodecki, Jonathan Oppenheim i Ryszard Horodecki. „Czy prawa teorii splątania są termodynamiczne?”. Fiz. Wielebny Lett. 89, 240403 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.89.240403

[17] Tomáš Gonda i Robert W Spekkens. „Monotony w ogólnych teoriach zasobów”. Kompozytywność 5 (2023).
https: // doi.org/ 10.32408 / compositionality-5-7

[18] Fernando GSL Brandao i Martin B Plenio. „Teoria splątania i druga zasada termodynamiki”. Nat. Fiz. 4, 873–877 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys1100

[19] Wataru Kumagai i Masahito Hayashi. „Koncentracja splątania jest nieodwracalna”. Fiz. Wielebny Lett. 111, 130407 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.130407

[20] Kamil Korzekwa, Christopher T Chubb i Marco Tomamichel. „Unikanie nieodwracalności: Inżynieria rezonansowych konwersji zasobów kwantowych”. Fiz. Wielebny Lett. 122, 110403 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.110403

[21] Ludovico Lami i Bartosz Regula. „Przecież nie ma drugiego prawa manipulacji splątaniem”. Nat. Fiz. 19, 184–189 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-022-01873-9

[22] Nelly Huei Ying Ng, Mischa Prebin Woods i Stephanie Wehner. „Przekroczenie efektywności Carnota poprzez wydobycie pracy niedoskonałej”. Nowy J. Phys. 19, 113005 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aa8ced

[23] Hiroyasu Tajima i Masahito Hayashi. „Wpływ skończonych rozmiarów na optymalną sprawność silników cieplnych”. Fiz. Rev. E 96, 012128 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.96.012128

[24] Mohit Lal Bera, Maciej Lewenstein i Manabendra Nath Bera. „Osiągnięcie wydajności Carnota za pomocą silników cieplnych w skali kwantowej i nano”. Npj Quantum Inf. 7 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-021-00366-6

[25] Friedemanna Tonnera i Güntera Mahlera. „Autonomiczne maszyny termodynamiczne kwantowe”. Fiz. Rev. E 72, 066118 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.72.066118

[26] Marka T. Mitchisona. „Kwantowe maszyny pochłaniające ciepło: lodówki, silniki i zegary”. Pogarda. Fiz. 60, 164–187 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2019.1631555

[27] M. Lostaglio, D. Jennings i T. Rudolph. „Opis koherencji kwantowej w procesach termodynamicznych wymaga ograniczeń wykraczających poza darmową energię”. Nat. komuna. 6, 6383 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms7383

[28] M. Horodecki i J. Oppenheim. „Podstawowe ograniczenia termodynamiki kwantowej i nanoskali”. Nat. komuna. 4, 2059 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms3059

[29] D. Janzing, P. Wocjan, R. Zeier, R. Geiss i Th. Beta. „Termodynamiczny koszt niezawodności i niskich temperatur: zaostrzenie zasady Landauera i drugiego prawa”. Wewnętrzne J. Teoria. Fiz. 39, 2717–2753 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1023 / A: 1026422630734

[30] E. Ruch, R. Schranner i T.H. Seligmana. „Uogólnienie twierdzenia przez Hardy’ego, Littlewooda i Pólyę”. J. Matematyka. Analny. Aplikacja 76, 222–229 (1980).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0022-247X(80)90075-X

[31] Matteo Lostaglio, Davida Jenningsa i Terry’ego Rudolpha. „Termodynamiczne teorie zasobów, zasady nieprzemienności i maksymalnej entropii”. Nowy J. Phys. 19, 043008 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aa617f

[32] Matteo Lostaglio, Álvaro M. Alhambra i Christopher Perry. „Elementarne operacje cieplne”. Kwant 2, 52 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2018-02-08-52

[33] J. Åberg. „Kwantyfikacja superpozycji” (2006). arXiv:quant-ph/​0612146.
arXiv: quant-ph / 0612146

[34] Aleksander Streltsov, Gerardo Adesso i Martin B. Plenio. „Kolokwium: Spójność kwantowa jako zasób”. Wielebny Mod. Fiz. 89, 041003 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.89.041003

[35] Viswanath Ramakrishna, Kathryn L. Flores, Herschel Rabitz i Raimund J. Ober. „Kontrola kwantowa poprzez rozkład SU(2)”. Fiz. Rev. A 62, 053409 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.62.053409

[36] Setha Lloyda. „Prawie każda bramka logiczna kwantowa jest uniwersalna”. Fiz. Wielebny Lett. 75, 346 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.75.346

[37] Nika Weavera. „O uniwersalności niemal każdej kwantowej bramki logicznej”. J. Matematyka. Fiz. 41, 240–243 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.533131

[38] F. Lowenthala. „Jednorodna skończona generacja grupy rotacyjnej”. Skalista góra J. Math. 1, 575–586 (1971).
https:/​/​doi.org/​10.1216/​RMJ-1971-1-4-575

[39] F. Lowenthala. „Jednorodna skończona generacja SU(2) i SL(2, R)”. Kanada. J. Matematyka. 24, 713–727 (1972).
https://​/​doi.org/​10.4153/​CJM-1972-067-x

[40] M. Hamada. „Minimalna liczba obrotów wokół dwóch osi do skonstruowania dowolnie ustalonego obrotu”. R. Soc. Otwórz Sci. 1 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsos.140145

[41] K. Korzekwa, D. Jennings i T. Rudolph. „Ograniczenia operacyjne dotyczące zależnych od stanu sformułowań relacji kompromisowych między błędem kwantowym a zakłóceniem”. Fiz. Rev. A 89, 052108 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.052108

[42] Martin Idel i Michael M. Wolf. „Forma normalna Sinkhorna dla macierzy unitarnych”. Aplikacja algebry liniowej 471, 76–84 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.laa.2014.12.031

[43] Z. Puchała, Ł. Rudnicki, K. Chabuda, M. Paraniak i K. Życzkowski. „Relacje pewności, wzajemne splątanie i nieprzesuwalne rozmaitości”. Fiz. Rev. A 92, 032109 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.032109

[44] Z.I. Borewicza i S.L. Krupeckij. „Podgrupy grupy unitarnej zawierające grupę macierzy diagonalnych”. J. Sow. Matematyka. 17, 1718–1730 (1981).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01465451

[45] M. Schmid, R. Steinwandt, J. Müller-Quade, M. Rötteler i T. Beth. „Rozkład macierzy na czynniki cyrkulacyjne i diagonalne”. Aplikacja algebry liniowej 306, 131–143 (2000).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0024-3795(99)00250-5

[46] O. Häggströma. „Skończone łańcuchy Markowa i zastosowania algorytmiczne”. Teksty studenckie Londyńskiego Towarzystwa Matematycznego. Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. (2002).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511613586

[47] Víctor López Pastor, Jeff Lundeen i Florian Marquardt. „Arbitralna ewolucja fali optycznej z wykorzystaniem transformat Fouriera i masek fazowych”. Optować. Express 29, 38441–38450 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.432787

[48] Marko Huhtanen i Allan Perämäki. „Rozkładanie macierzy na iloczyn macierzy cyrkulacyjnych i diagonalnych”. Anal J. Fouriera. Aplikacja 21, 1018–1033 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00041-015-9395-0

[49] Carlo Sparaciari, Lídia Del Rio, Carlo Maria Scandolo, Philippe Faist i Jonathan Oppenheim. „Pierwsze prawo ogólnych teorii zasobów kwantowych”. Kwant 4, 259 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-04-30-259

[50] Ryuji Takagi i Bartosz Regula. „Ogólne teorie zasobów w mechanice kwantowej i poza nią: charakterystyka operacyjna poprzez zadania dyskryminacji”. Fiz. Rev. X 9, 031053 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.031053

[51] Roy Araiza, Yidong Chen, Marius Junge i Peixue Wu. „Zależna od zasobów złożoność kanałów kwantowych” (2023). arXiv:2303.11304.
arXiv: 2303.11304

[52] Luciano Pereira, Alejandro Rojas, Gustavo Cañas, Gustavo Lima, Aldo Delgado i Adán Cabello. „Wieloportowe interferometry o minimalnej głębokości optycznej do aproksymacji dowolnej transformacji unitarnej i dowolnego stanu czystego” (2020). arXiv:2002.01371.
arXiv: 2002.01371

[53] Bryana Eastina i Emanuela Knill’a. „Ograniczenia dotyczące zestawów bramek kwantowych zakodowanych poprzecznie”. Fiz. Wielebny Lett. 102, 110502 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.110502

[54] Jonas T Anderson, Guillaume Duclos-Cianci i David Poulin. „Odporna na błędy konwersja między kodami kwantowymi Steane’a i Reeda-Mullera”. Fiz. Wielebny Lett. 113, 080501 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.080501

[55] Tomas Jochym-O’Connor i Raymond Laflamme. „Wykorzystanie połączonych kodów kwantowych w uniwersalnych, odpornych na uszkodzenia bramkach kwantowych”. Fiz. Wielebny Lett. 112, 010505 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.010505

[56] Antonio Acín, J Ignacio Cirac i Maciej Lewenstein. „Perkolacja splątania w sieciach kwantowych”. Nat. Fiz. 3, 256–259 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys549

[57] H.Jeff Kimble. „Internet kwantowy”. Natura 453, 1023–1030 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature07127

[58] Sébastien Perseguers, GJ Lapeyre, D Cavalcanti, M Lewenstein i A Acín. „Rozkład splątania w wielkoskalowych sieciach kwantowych”. Program Rep. Fiz. 76, 096001 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​76/​9/​096001

[59] C.-H. Cho. „Dyski holomorficzne, struktury spinowe i kohomologia Floera torusa Clifforda”. Wewnętrzne Matematyka. Rozdzielczość Zawiadomienia 2004, 1803–1843 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1155 / S1073792804132716

[60] SA Marcon. „Łańcuchy Markowa: podejście teoretyczne do grafów”. Praca magisterska. Uniwersytet w Johannesburgu. (2012). adres URL: https://​/​ujcontent.uj.ac.za/​esploro/​outputs/​999849107691.
https://​/​ujcontent.uj.ac.za/​esploro/​outputs/​999849107691

Cytowany przez

[1] Kohdai Kuroiwa, Ryuji Takagi, Gerardo Adesso i Hayata Yamasaki, „Każdy kwant pomaga: Operacyjna przewaga zasobów kwantowych poza wypukłością”, arXiv: 2310.09154, (2023).

[2] Kohdai Kuroiwa, Ryuji Takagi, Gerardo Adesso i Hayata Yamasaki, „Miary wytrzymałości i masy zasobów bez ograniczeń wypukłości: świadek wielu kopii i przewaga operacyjna w statycznych i dynamicznych teoriach zasobów kwantowych”, arXiv: 2310.09321, (2023).

[3] Gökhan Torun, Onur Pusuluk i Özgür E. Müstecaplıoğlu, „A Compendious Review of Majorization-Based Resource Theories: Quantum Information and Quantum Thermodynamics”, arXiv: 2306.11513, (2023).

Powyższe cytaty pochodzą z Reklamy SAO / NASA (ostatnia aktualizacja pomyślnie 2024-01-11 14:12:48). Lista może być niekompletna, ponieważ nie wszyscy wydawcy podają odpowiednie i pełne dane cytowania.

On Serwis cytowany przez Crossref nie znaleziono danych na temat cytowania prac (ostatnia próba 2024-01-11 14:12:46).

Niniejszy artykuł opublikowano w Quantum pod Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe (CC BY 4.0) licencja. Prawa autorskie należą do pierwotnych właścicieli praw autorskich, takich jak autorzy lub ich instytucje.

Znak czasu:

Więcej z Dziennik kwantowy