Integrated Statistical Approach for Quantum Thermodynamics of Precision

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2022年度では，情報不等式によって，量子熱力学不確定性関係を新たな視点で解明する予定であった．2022年度では，Hellinger距離不等式との関連では，Loschmidt echoと呼ばれる量子系における不可逆性を表す量と精度の関係を明らかにした．この成果はPhysical Review E誌に採択された．特に，First passage timeと呼ばれる量子確率過程に対する量子熱力学不確定性関係を初めて導出している．また，熱力学不確定性関係と速度限界の関係については，エントロピー生成と動的活性の間の関係を明らかにした．エントロピー生成と動的活性は熱力学において重要な物理量となり，速度限界や熱力学不確定性関係で中心的役割を担う．この二つを統合し，統一的な不等式を導出し，Journal of Physics Aに採録された．また，計算物理で良く用いられるサンプリング手法を，非平衡熱力学の知見を用いることで改良した手法を提案した．具体的には，従来手法では確率的な方法を用いていなのに対して，決定論的な方程式に従うサンプリング手法を提案している．この論文はPhysical Review Eに採録されている．古典的な熱力学のみならず，相対論的量子力学におけるエントロピーに関する関係式も導出している．この研究では，Cavityと呼ばれる相鏡を加速させるシチュエーションにおいて，熱力学と同様の現象が起き，エントロピー生成が定義できることを明らかにした．この論文はPhysical Review Dに採録されている．