量子优超性与量子热力学熵条件的完备集
量子物理
2018-12-21 v2 数学物理
math.MP
摘要
一个量子过程比另一个更无序意味着什么？本文通过量子力学对优超性（majorization）的推广，为这一问题提供了精确的回答。该框架允许用单次（single-shot）熵进行完备描述，并提供了一系列重要的应用，包括量子统计模型与量子信道的比较、非对称性资源理论以及量子热力学。特别是在量子热力学中，我们应用所得结果为热力学过程下任意量子态变换提供了首个完备的必要充分条件集，并严格考虑了量子力学特性，如相干性。我们的广义热过程框架扩展了热操作（thermal operations），并基于自然的物理原理，即能量守恒、平衡态的存在性以及要求在热力学上考虑量子相干性。在零相干情形下，我们恢复了热优超性（thermo-majorization）；而在渐近相干区域，我们得到了一个呈现为 Page-Wootters 时钟条件的约束。
引用
@article{arxiv.1708.04302,
title = {Quantum majorization and a complete set of entropic conditions for quantum thermodynamics},
author = {Gilad Gour and David Jennings and Francesco Buscemi and Runyao Duan and Iman Marvian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.04302},
year = {2018}
}
备注
11 pages main text + 12 pages appendix, 2 figures, v2 contains significant improvement of the presentation. Particularly, the appendix has been completely restructured and proofs expanded with more details, and with a re-derivation of thermo-majorization from quantum majorization