Seeking universal principle for nonequilibrium thermodynamics based on differential geometry

伊藤は今年度、情報幾何学と最適輸送理論の熱力学的な視点での統一を目指す研究を行い、特にFokker-Planck方程式に限定して関係を記述する論文を執筆した。これはInformation geometry誌の情報幾何50周年の特集号の招待論文として出版されるに至った。これは本研究の「幾何学的な熱力学理論の構築」における青地図ともなりうる論文と言える。また最適輸送理論を用いて、熱力学的な散逸であるエントロピー生成率を、housekeeping項、excess項、coupling項という三つの寄与に分解する定常状態熱力学の研究をFokker -Planck方程式について行い、これらの量が熱力学的なトレードオフ関係である熱力学的不確定性関係や速度限界に関係することを示す研究を行った。これはPhysical Review E誌に出版された。また、Markov系でのグラフ的な熱力学の取り扱いにより、膜輸送現象における情報熱力学的な取り扱いがPhysical Review E誌に出版された。た、化学熱力学系における情報幾何の双対性を取り扱って幾何学的に化学熱力学におけるexcessなエントロピー生成率を位置付ける研究を行い、Physical Review E誌に出版された。さらに最適輸送理論によるFokker-Planck方程式における熱力学的な定式化を、決定論的なレート方程式やマルコフジャンプシステムに拡張する研究を行い、これはPhysical Review Research誌より出版された。この結果の拡張の方向性は今後の進展に重要だと考えており、この方向性に関する研究を進めていくことを考えている。特に現在投稿中の論文はこれらの方向性を進めるような研究を複数行っている。また分担の金澤は非マルコフ点過程のマスター方程式について複数の論文を出版している他、この手法の拡張を検討している。

伊藤は今年度、情報幾何学と最適輸送理論の熱力学的な視点での統一を目指す研究を行い、特にFokker-Planck方程式に限定して関係を記述する論文を執筆した。これはInformation geometry誌の情報幾何50周年の特集号の招待論文として出版されるに至った。これは本研究の「幾何学的な熱力学理論の構築」における青地図ともなりうる論文と言える。また最適輸送理論を用いて、熱力学的な散逸であるエントロピー生成率を、housekeeping項、excess項、coupling項という三つの寄与に分解する定常状態熱力学の研究をFokker -Planck方程式について行い、これらの量が熱力学的なトレードオフ関係である熱力学的不確定性関係や速度限界に関係することを示す研究を行った。これはPhysical Review E誌に出版された。また、Markov系でのグラフ的な熱力学の取り扱いにより、膜輸送現象における情報熱力学的な取り扱いがPhysical Review E誌に出版された。た、化学熱力学系における情報幾何の双対性を取り扱って幾何学的に化学熱力学におけるexcessなエントロピー生成率を位置付ける研究を行い、Physical Review E誌に出版された。さらに最適輸送理論によるFokker-Planck方程式における熱力学的な定式化を、決定論的なレート方程式やマルコフジャンプシステムに拡張する研究を行い、これはPhysical Review Research誌より出版された。この結果の拡張の方向性は今後の進展に重要だと考えており、この方向性に関する研究を進めていくことを考えている。特に現在投稿中の論文はこれらの方向性を進めるような研究を複数行っている。また分担の金澤は非マルコフ点過程のマスター方程式について複数の論文を出版している他、この手法の拡張を検討している。