Operational nonequilibrium statistical mechanics for isolated quantum systems

孤立量子系统的操作非平衡统计力学

• 批准号: 18K03467
• 负责人: 門内 隆明
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Seikei University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K03467/
• 关键词: 非平衡統計力学; エントロピー生成; 量子系; 孤立量子系; 熱平衡化

近年、カレント揺らぎのprecisionとエントロピー生成の平均値の間に熱力学的不確定性関係が成り立つことが、多くの非平衡系において報告されている。一方で、反例も幾つか知られている。そこで熱力学的不確定性関係をエントロピー生成の揺らぎの対称性である揺らぎの定理から導出することは、重要な課題と考えられる。これまで先行研究では平衡近傍や短時間領域において熱力学的不確定性関係を再現する不等式が示されてきた。これに対し、本研究では、有限時間において熱力学的不確定性関係が厳密に成立するための必要十分条件を揺らぎの定理から一般的に導出した。また、多変数に拡張した熱力学的不確定性関係が成立するための一般的な必要十分条件も揺らぎの定理の観点から導出し、変数が一つの場合と異なる条件であることも示した。更に、短時間領域において熱力学的不確定性関係の等号が成立すること、その結果として平均と分散の時間依存性が一致するメカニズムを明らかにした。また、幾つかのモデルを用いて、数値的検証を行った。これらの結果は、エントロピー生成やカレントの揺らぎに関する熱力学的不確定性関係の適用範囲を統一的な観点から扱い、かつ古典系・量子系のどちらでも成立するため一般的であると考えられる。また、揺らぎの定理から熱力学的不確定性関係を導出出来るか、という問題に一つの解決を与えている。この成果は論文として投稿中である。また、国際会議においても発表予定である。

In recent years, カ レ ン ト 揺 ら ぎ の precision と エ ン ト ロ ピ ー generated の on average numerical の に between the uncertainty of thermodynamics fasten masato が into り stand つ こ と が, multiple く の non-equilibrium system に お い て report さ れ て い る. One party で, and the counterexample で several で る know that られて る る る. Uncertainty of そ こ で thermodynamics masato is を エ ン ト ロ ピ ー generated の 揺 ら ぎ の said sex seaborne で あ る 揺 ら ぎ の theorem か ら export す る こ と は, important topic な と exam え ら れ る. こ れ ま で leading research で は balance nearly alongside や short time domain に お い て thermodynamic uncertainty masato is を reappearance す が る inequalities in さ れ て き た. こ れ に し polices, this study で は, limited time に お い て thermodynamic uncertainty masato is が 厳 established close に す る た め の is very necessary to を 揺 ら ぎ の theorem か ら general に export し た. ま た, multiple variations for に company, zhang し た thermodynamic uncertainty masato department established が す る た め の な very necessary conditions commonly も 揺 ら ぎ の theorem の 観 point か ら export し, - a つ が の occasions と different な る conditions で あ る こ と も shown し た. に, short time domain に お い て thermodynamic uncertainty masato is の equals が established す る こ と, そ の results と し て average と dispersed の time dependency が consistent す る メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0, several また モデ モデ を を を use the を て and the 検 certificate of the numerical value を to make った. こ れ ら の results は, エ ン ト ロ ピ ー generated や カ レ ン ト の 揺 ら ぎ に masato す る thermodynamics of uncertainty masato is の van 囲 を unified な 観 point か ら Cha い, か つ classical series, quantum is の ど ち ら で も established す る た め general で あ る と exam え ら れ る. ま た, 揺 ら ぎ の theorem か ら thermodynamic uncertainty masato is を derived out る か, と い う problem に つ の を and え て い る. Youdaoplaceholder0 と て submission in である. Youdaoplaceholder0, the international conference にお にお て て である has been scheduled to である.

项目成果

Variational estimation of entanglement entropy for bipartite many-body systems

二分多体系统纠缠熵的变分估计

• DOI: 10.1088/1742-5468/ab4bc0
• 发表时间: 2019
• 期刊: J. Stat. Mech.
• 作者: Nakazawa Shigeaki;Kanno Tomomi;Sugisaki Kenji;Kameya Hiromi;Matsui Miki;Ukai Mitsuko;Sato Kazunobu;Takui Takeji;Takaaki Monnai
• 通讯作者: Takaaki Monnai

固有状態熱平衡化仮説の「時間を表す演算子」に基づく基礎付け

基于“代表时间的算子”的本征态热平衡假说的基础

• 发表时间: 2019
• 作者: 門内 隆明

Relaxation to Generalized Gibbs Ensembles in Quadratic Quantum Open Systems

二次量子开放系统中广义吉布斯系综的松弛

• DOI: 10.7566/jpsj.89.124005
• 发表时间: 2020
• 期刊: J. Phys. Soc. Jpn.
• 作者: K. Nishiguchi;S. Teranishi;K. Kusakabe;H. Aoki;Savannah Garmon;坂口英継 B.A. Malomed;桂法称;Takaaki Monnai
• 通讯作者: Takaaki Monnai

Relaxation to Generalized Gibbs Ensembles in the thermodynamic limit

热力学极限下广义吉布斯系综的松弛

• 发表时间: 2019
• 作者: Yusuf Wicaksono;Halimah Harfah;Muhammad Aziz Majidi;Koichi Kusakabe;Takaaki Monnai
• 通讯作者: Takaaki Monnai

Eigenstate thermalization hypothesis, time operator, and extremely quick relaxation of fidelity

• DOI: 10.1088/2399-6528/aad223
• 发表时间: 2018-02
• 期刊: Journal of Physics Communications
• 影响因子: 1.2
• 作者: T. Monnai