小尺度下关联催化态转换的量子热力学
量子物理
2022-09-13 v3 统计力学
摘要
通过引入称为催化剂的辅助系统，可扩展可能的热力学转换类别，该辅助系统协助态转换而自身态保持不变。我们通过在系统与该催化剂间允许无穷小关联，揭示了量子与单发热力学中催化态转换的完整刻画。具体而言，我们证明提供关联催化态转换充要条件单一热力学势，由以 Kullback-Leibler 散度定义的标准非平衡自由能给出。这以肯定方式解决了 Wilming、Gallego 与 Eisert [Entropy 19, 241 (2017)] 以及 Lostaglio 与 Muller [Phys. Rev. Lett. 123, 020403 (2019)] 提出的猜想。此外，我们表明，借助功存储器，任何量子态均可通过支付等于非平衡自由能之差的功代价转换为另一量子态。我们的结果可作为在完全量子 regime 下建立催化态转换资源理论的一步。
引用
@article{arxiv.2010.11036,
title = {Quantum thermodynamics of correlated-catalytic state conversion at small-scale},
author = {Naoto Shiraishi and Takahiro Sagawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.11036},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 3 figures