Motoare de resurse

Motoare de resurse

Marca temporală: 10 ianuarie 2024 8:23
Resource engines PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Hanna Wojewódka-Ściążko1,2, Zbigniew Puchała2și Kamil Korzekwa3

1Institutul de Matematică, Universitatea Silezia din Katowice, Bankowa 14, 40-007 Katowice, Polonia
2Institutul de Informatică Teoretică și Aplicată, Academia Poloneză de Științe, Bałtycka 5, 44-100 Gliwice, Polonia
3Facultatea de Fizică, Astronomie și Informatică Aplicată, Universitatea Jagiellonian, 30-348 Cracovia, Polonia

Găsiți această lucrare interesant sau doriți să discutați? Scite sau lasă un comentariu la SciRate.

Abstract

În această lucrare ne propunem să împingem analogia dintre termodinamică și teoriile resurselor cuantice cu un pas mai departe. Inspirațiile anterioare s-au bazat în principal pe considerații termodinamice referitoare la scenarii cu o singură baie de căldură, neglijând o parte importantă a termodinamicii care studiază motoarele termice care funcționează între două băi la temperaturi diferite. Aici investigăm performanța motoarelor de resurse, care înlocuiesc accesul la două băi de căldură la temperaturi diferite cu două constrângeri arbitrare asupra transformărilor stării. Ideea este de a imita acțiunea unui motor termic în doi timpi, în care sistemul este trimis la doi agenți (Alice și Bob) pe rând și ei îl pot transforma folosind seturile lor constrânse de operații libere. Ridicăm și abordăm mai multe întrebări, inclusiv dacă un motor de resurse poate genera sau nu un set complet de operații cuantice sau toate transformările posibile de stare și de câte curse sunt necesare pentru asta. De asemenea, explicăm modul în care imaginea motorului de resurse oferă o modalitate naturală de a fuziona două sau mai multe teorii privind resursele și discutăm în detaliu fuziunea a două teorii a resurselor de termodinamică cu două temperaturi diferite și a două teorii de coerență a resurselor în raport cu două baze diferite. .

► Date BibTeX

► Referințe

[1] Paul CW Davies. „Termodinamica găurilor negre”. Rep. Prog. Fiz. 41, 1313 (1978).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​41/​8/​004

[2] Daniel M Zuckerman. „Fizica statistică a biomoleculelor: o introducere”. CRC Press. (2010).
https: / / doi.org/ 10.1201 / b18849

[3] Evgenii Mihailovici Lifshitz și Lev Petrovici Pitaevskii. „Fizica statistică: Teoria stării condensate”. Volumul 9. Elsevier. (1980).
https://​/​doi.org/​10.1016/​C2009-0-24308-X

[4] Charles H Bennett. „Termodinamica calculului – o revizuire”. Int. J. Theor. Fiz. 21, 905–940 (1982).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02084158

[5] Robin Giles. „Bazele matematice ale termodinamicii”. Pergamon Press. (1964).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​C2013-0-05320-0

[6] Eric Chitambar și Gilad Gour. „Teoriile resurselor cuantice”. Rev. Mod. Fiz. 91, 025001 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.025001

[7] Ryszard Horodecki, Paweł Horodecki, Michał Horodecki și Karol Horodecki. "Legatura cuantica". Rev. Mod. Fiz. 81, 865–942 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.865

[8] T. Baumgratz, M. Cramer și M. B. Plenio. „Cuantificarea coerenței”. Fiz. Rev. Lett. 113, 140401 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.140401

[9] I. Marvian. „Simetrie, asimetrie și informații cuantice”. Teză de doctorat. Universitatea din Waterloo. (2012). url: https://​/​uwspace.uwaterloo.ca/​handle/​10012/​7088.
https://​/​uwspace.uwaterloo.ca/​handle/​10012/​7088

[10] Victor Veitch, SA Hamed Mousavian, Daniel Gottesman și Joseph Emerson. „Teoria resurselor calculului cuantic stabilizator”. New J. Phys. 16, 013009 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​1/​013009

[11] Charles H Bennett, Herbert J Bernstein, Sandu Popescu și Benjamin Schumacher. „Concentrarea încurcăturii parțiale de către operațiuni locale”. Fiz. Rev. A 53, 2046 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.53.2046

[12] SJ van Enk. „Cuantificarea resursei de partajare a unui cadru de referință”. Fiz. Rev. A 71, 032339 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.032339

[13] Eric Chitambar și Min-Hsiu Hsieh. „Relaționarea teoriilor resurselor întanglementării și coerenței cuantice”. Fiz. Rev. Lett. 117, 020402 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.020402

[14] Daniel Jonathan și Martin B Plenio. „Manipularea locală asistată de încrucișare a stărilor cuantice pure”. Fiz. Rev. Lett. 83, 3566 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.3566

[15] Kaifeng Bu, Uttam Singh și Junde Wu. „Transformări de coerență catalitică”. Fiz. Rev. A 93, 042326 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.042326

[16] Michał Horodecki, Jonathan Oppenheim și Ryszard Horodecki. „Sunt legile teoriei încurcăturii termodinamice?”. Fiz. Rev. Lett. 89, 240403 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.89.240403

[17] Tomáš Gonda și Robert W Spekkens. „Monotone în teoriile generale ale resurselor”. Compoziționalitate 5 (2023).
https: / / doi.org/ 10.32408 / compositionality-5-7

[18] Fernando GSL Brandao și Martin B Plenio. „Teoria încrucișării și a doua lege a termodinamicii”. Nat. Fiz. 4, 873–877 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys1100

[19] Wataru Kumagai și Masahito Hayashi. „Concentrarea încurcăturii este ireversibilă”. Fiz. Rev. Lett. 111, 130407 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.130407

[20] Kamil Korzekwa, Christopher T Chubb și Marco Tomamichel. „Evitarea ireversibilității: ingineria conversiilor rezonante ale resurselor cuantice”. Fiz. Rev. Lett. 122, 110403 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.110403

[21] Ludovico Lami și Bartosz Regula. „Nici o a doua lege a manipulării încurcăturii până la urmă”. Nat. Fiz. 19, 184–189 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-022-01873-9

[22] Nelly Huei Ying Ng, Mischa Prebin Woods și Stephanie Wehner. „Depășirea eficienței Carnot prin extragerea muncii imperfecte”. New J. Phys. 19, 113005 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aa8ced

[23] Hiroyasu Tajima și Masahito Hayashi. „Efect de dimensiune finită asupra eficienței optime a motoarelor termice”. Fiz. Rev. E 96, 012128 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.96.012128

[24] Mohit Lal Bera, Maciej Lewenstein și Manabendra Nath Bera. „Atingerea eficienței Carnot cu motoare termice cuantice și nanometrice”. Npj Quantum Inf. 7 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-021-00366-6

[25] Friedemann Tonner și Günter Mahler. „Mașini termodinamice cuantice autonome”. Fiz. Rev. E 72, 066118 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.72.066118

[26] Mark T Mitchison. „Mașini cuantice de absorbție termică: frigidere, motoare și ceasuri”. Contemp. Fiz. 60, 164–187 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00107514.2019.1631555

[27] M. Lostaglio, D. Jennings și T. Rudolph. „Descrierea coerenței cuantice în procesele termodinamice necesită constrângeri dincolo de energia liberă”. Nat. comun. 6, 6383 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms7383

[28] M. Horodecki şi J. Oppenheim. „Limitări fundamentale pentru termodinamica cuantică și la scară nanometrică”. Nat. comun. 4, 2059 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms3059

[29] D. Janzing, P. Wocjan, R. Zeier, R. Geiss și Th. Beth. „Costul termodinamic al fiabilității și al temperaturilor scăzute: înăsprirea principiului Landauer și a celei de-a doua legi”. Int. J. Theor. Fiz. 39, 2717–2753 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1023 / A: 1026422630734

[30] E. Ruch, R. Schranner și T.H. Seligman. „Generalizarea unei teoreme de către Hardy, Littlewood și Pólya”. J. Matematică. Anal. Aplic. 76, 222–229 (1980).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0022-247X(80)90075-X

[31] Matteo Lostaglio, David Jennings și Terry Rudolph. „Teoriile resurselor termodinamice, principiile necomutativității și a entropiei maxime”. New J. Phys. 19, 043008 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aa617f

[32] Matteo Lostaglio, Álvaro M Alhambra și Christopher Perry. „Operații termice elementare”. Quantum 2, 52 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2018-02-08-52

[33] J. Åberg. „Suprapunerea cuantificatoare” (2006). arXiv:quant-ph/​0612146.
arXiv: Quant-ph / 0612146

[34] Alexander Streltsov, Gerardo Adesso și Martin B Plenio. „Colocviu: coerența cuantică ca resursă”. Rev. Mod. Fiz. 89, 041003 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.89.041003

[35] Viswanath Ramakrishna, Kathryn L. Flores, Herschel Rabitz și Raimund J. Ober. „Control cuantic prin descompunere a SU(2)”. Fiz. Rev. A 62, 053409 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.62.053409

[36] Seth Lloyd. „Aproape orice poartă de logică cuantică este universală”. Fiz. Rev. Lett. 75, 346 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.75.346

[37] Nik Weaver. „Despre universalitatea aproape oricărei porți logice cuantice”. J. Matematică. Fiz. 41, 240–243 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.533131

[38] F. Lowenthal. „Generarea uniformă finită a grupului de rotație”. Rocky Mt. J. Math. 1, 575–586 (1971).
https:/​/​doi.org/​10.1216/​RMJ-1971-1-4-575

[39] F. Lowenthal. „Generație finită uniformă a SU(2) și SL(2, R)”. Canad. J. Matematică. 24, 713–727 (1972).
https://​/​doi.org/​10.4153/​CJM-1972-067-x

[40] M. Hamada. „Numărul minim de rotații în jurul a două axe pentru construirea unei rotații fixate în mod arbitrar”. R. Soc. Deschide Sci. 1 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsos.140145

[41] K. Korzekwa, D. Jennings și T. Rudolph. „Constrângeri operaționale asupra formulărilor dependente de stat ale relațiilor de compromis eroare cuantică-perturbare”. Fiz. Rev. A 89, 052108 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.052108

[42] Martin Idel și Michael M. Wolf. „Forma normală Sinkhorn pentru matrice unitară”. Aplicația algebră liniară. 471, 76–84 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.laa.2014.12.031

[43] Z. Puchała, Ł. Rudnicki, K. Chabuda, M. Paraniak și K. Życzkowski. „Relații de certitudine, încurcare reciprocă și varietăți nedeplasabile”. Fiz. Rev. A 92, 032109 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.032109

[44] Z.I. Borevici și S.L. Krupetskij. „Subgrupuri ale grupului unitar care conțin grupul matricelor diagonale”. J. Sov. Matematică. 17, 1718–1730 (1981).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01465451

[45] M. Schmid, R. Steinwandt, J. Müller-Quade, M. Rötteler și T. Beth. „Descompunerea unei matrice în factori circulanți și diagonali”. Aplicația algebră liniară. 306, 131–143 (2000).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0024-3795(99)00250-5

[46] O. Häggström. „Lanțuri Markov finite și aplicații algoritmice”. London Mathematical Society Student Textes. Cambridge University Press. (2002).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511613586

[47] Víctor López Pastor, Jeff Lundeen și Florian Marquardt. „Evoluție arbitrară a undelor optice cu transformate Fourier și măști de fază”. Opta. Express 29, 38441–38450 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.432787

[48] Marko Huhtanen și Allan Perämäki. „Factorizarea matricilor în produsul matricelor circulante și diagonale”. J. Fourier Anal. Aplic. 21, 1018–1033 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00041-015-9395-0

[49] Carlo Sparaciari, Lídia Del Rio, Carlo Maria Scandolo, Philippe Faist și Jonathan Oppenheim. „Prima lege a teoriilor generale ale resurselor cuantice”. Quantum 4, 259 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-04-30-259

[50] Ryuji Takagi și Bartosz Regula. „Teoriile generale ale resurselor în mecanica cuantică și nu numai: caracterizarea operațională prin sarcini de discriminare”. Fiz. Rev. X 9, 031053 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.031053

[51] Roy Araiza, Yidong Chen, Marius Junge și Peixue Wu. „Complexitatea dependentă de resurse a canalelor cuantice” (2023). arXiv:2303.11304.
arXiv: 2303.11304

[52] Luciano Pereira, Alejandro Rojas, Gustavo Cañas, Gustavo Lima, Aldo Delgado și Adán Cabello. „Interferometre cu mai multe porturi cu adâncime optică minimă pentru aproximarea oricărei transformări unitare și a oricărei stări pure” (2020). arXiv:2002.01371.
arXiv: 2002.01371

[53] Bryan Eastin și Emanuel Knill. „Restricții privind seturile de porți cuantice codificate transversal”. Fiz. Rev. Lett. 102, 110502 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.110502

[54] Jonas T Anderson, Guillaume Duclos-Cianci și David Poulin. „Conversie tolerantă la erori între codurile cuantice Steane și Reed-Muller”. Fiz. Rev. Lett. 113, 080501 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.080501

[55] Tomas Jochym-O’Connor și Raymond Laflamme. „Folosirea codurilor cuantice concatenate pentru porți cuantice universale tolerante la erori”. Fiz. Rev. Lett. 112, 010505 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.010505

[56] Antonio Acín, J Ignacio Cirac și Maciej Lewenstein. „Percolarea încrucișării în rețelele cuantice”. Nat. Fiz. 3, 256–259 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys549

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

[58] Sébastien Perseguers, GJ Lapeyre, D Cavalcanti, M Lewenstein și A Acín. „Distribuirea întanglementării în rețelele cuantice la scară largă”. Rep. Prog. Fiz. 76, 096001 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​76/​9/​096001

[59] C.-H. Cho. „Discuri holomorfe, structuri de spin și coomologia Floer a torusului Clifford”. Int. Matematică. Res. Notificări 2004, 1803–1843 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1155 / S1073792804132716

[60] S.A. Marcon. „Lanțuri Markov: O abordare teoretică a graficului”. Teza de masterat. Universitatea din Johannesburg. (2012). url: https://​/​ujcontent.uj.ac.za/​esploro/​outputs/​999849107691.
https:/​/​ujcontent.uj.ac.za/​esploro/​outputs/​999849107691

Citat de

[1] Kohdai Kuroiwa, Ryuji Takagi, Gerardo Adesso și Hayata Yamasaki, „Fiecare cuantum ajută: avantajul operațional al resurselor cuantice dincolo de convexitate”, arXiv: 2310.09154, (2023).

[2] Kohdai Kuroiwa, Ryuji Takagi, Gerardo Adesso și Hayata Yamasaki, „Măsuri de robustețe și greutate resurse fără restricție de convexitate: martor multicopie și avantaj operațional în teoriile resurselor cuantice statice și dinamice”, arXiv: 2310.09321, (2023).

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

Citatele de mai sus sunt din ADS SAO / NASA (ultima actualizare cu succes 2024-01-11 14:12:48). Lista poate fi incompletă, deoarece nu toți editorii furnizează date de citare adecvate și complete.

On Serviciul citat de Crossref nu s-au găsit date despre citarea lucrărilor (ultima încercare 2024-01-11 14:12:46).

Acest Lucru este publicat în Quantum sub Creative Commons Atribuire 4.0 internațională (CC BY 4.0) licență. Drepturile de autor rămân la deținătorii de drepturi de autor originale, precum autorii sau instituțiile lor.

Timestamp-ul:

Mai mult de la Jurnalul cuantic