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Nonequilibrium quantum thermodynamics of information processing in small scale quantum device circuits

小型量子器件电路中信息处理的非平衡量子热力学

基本信息

批准号：
20H01827
负责人：
内海裕洋
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Mie University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

①　古典計算過程の計算速度分布理論の構築（内海）：本年度は、トークン・ベースのブラウニアン加算器の信号・雑音比の熱力学的不確定性、および計算コストの確率熱力学の解析について、昨年までに得られた成果を論文として執筆して投稿している（Computation time and thermodynamic uncertainty　relation of Brownian circuits, arXiv:2205.10735）。また、量子マスター方程式の速度限界の理論を構築した。②　量子的環境におけるエントロピー生成と量子ダイナミクスの理論的解析（都倉)：超吸収を用いた量子熱機関の性能に関する結果を出版した(Phys. Rev. Lett. 128, 180602 (2022).)さらに一般的な弱結合・マルコフの条件での系の粒子数をNとした時の熱流の上限が一般的にはN^3, 熱浴によるエネルギー遷移にNに依存しない上限がある場合はN^2となる結果をまとめ投稿した。また二準位系を流れる熱流を同時に連続測定する効果に関する解析をおこなった（Phys. Rev. B 106, 205419 (2022))。③　古典・量子系の非断熱ダイナミクス理論の構築（高橋）：過去に量子系で得ていた初期状態と時間発展状態のフィデリティについての速度限界の理論（Phys. Rev. Research 2, 032016(R) ）を古典マスター方程式に適用した。そして、任意の時間発展状態間のトレース距離が幾何学的な計量で抑えられることを示した。そして、アニーリング・プロトコルにおいて、エラーの時間依存性とその上限を考察した。

(1) Construction of computational velocity distribution theory of classical calculation process (inland sea): This year, the calculation time and thermodynamic uncertainty relation of Brownian circuits, arXiv:2205.10735). A theoretical construction of the velocity bound of the quantum equation (2) Theoretical analysis of quantum environment generation and quantum thermal mechanism (Dukuang): results related to the performance of quantum thermal mechanism in superabsorption (Phys. Rev. Lett. 128, 180602 (2022).) The upper limit of the heat flux of the system under the general condition of weak binding is N^3. The upper limit of the heat flux of the system under the condition of weak binding is N^2. Analysis of the results of simultaneous measurement of heat flow and heat flux in a two-dimensional system (Phys. Rev. B 106, 205419 (2022)). (3) Construction of the theory of non-thermal discontinuity in classical quantum systems (Takahashi): The theory of velocity bound in the initial state and time evolution state of quantum systems in the past (Phys. Rev. Research 2, 032016(R)). The geometric measurement of the distance between states at any given time The time dependency and upper limit of the time dependent time dependent