Física Teòrica: Informació i Fenòmens Quàntics, Departament de Física, Universitat Autònoma de Barcelona, 08193 Bellaterra (Barcelona), España
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Resumen
La termodinámica estocástica cuántica operacional es una teoría propuesta recientemente para estudiar la termodinámica de sistemas abiertos basada en la noción rigurosa de un proceso estocástico cuántico o modelo causal cuántico. Allí, una trayectoria estocástica se define únicamente en términos de resultados de medición accesibles experimentalmente, que sirven como base para definir las cantidades termodinámicas correspondientes. En contraste con este punto de vista dependiente del observador, aquí se construye una "caja negra", que evoluciona unitariamente y puede simular un modelo causal cuántico. La termodinámica cuántica de este gran sistema aislado se puede estudiar utilizando argumentos ampliamente aceptados de la mecánica estadística. Se muestra que las definiciones resultantes de energía interna, calor, trabajo y entropía tienen una extensión natural al nivel de la trayectoria. La elección canónica de ellos coincide con las definiciones proclamadas de la termodinámica estocástica cuántica operativa, lo que proporciona un fuerte apoyo a favor de ese marco novedoso. Sin embargo, también se descubren algunas ambigüedades restantes en la definición de trabajo estocástico y calor y, a la luz de estos hallazgos, se reconsideran algunas otras propuestas. Finalmente, se demuestra que la primera y la segunda ley son válidas para una gama aún más amplia de escenarios de lo que se pensaba anteriormente, cubriendo una gran clase de modelos causales cuánticos basados únicamente en una sola suposición sobre el estado inicial del baño del sistema.
Resumen popular
La extensión de la termodinámica estocástica clásica al régimen cuántico está lejos de ser clara, en particular porque no existe un consenso universal sobre lo que realmente significa una "trayectoria estocástica cuántica". Una estrategia empleada a menudo imagina dividir la dinámica del sistema cuántico en un conjunto ficticio de trayectorias. En consecuencia, surge un problema si se intenta medir esas trayectorias: debido a la invasividad de las mediciones cuánticas, la dinámica del sistema cambia y ya no es descrita por el mismo conjunto.
En este trabajo proponemos una estrategia similar, que, sin embargo, incluye el detector en la descripción y genera un conjunto de trayectorias a partir de los resultados de medición obtenidos en un experimento ficticio. Por tanto, la teoría tiene en cuenta la retroacción de la medición y se puede probar fácilmente de forma experimental. Curiosamente, las definiciones que encontramos para energía interna, calor, trabajo y entropía concuerdan con las propuestas recientemente en un marco denominado “termodinámica estocástica cuántica operativa”. Sin embargo, también encontramos algunas ambigüedades restantes, que no se pueden solucionar con el enfoque de conjunto actual. Esto sugiere que la termodinámica estocástica cuántica es más que una simple extensión de la termodinámica estocástica clásica: es una teoría mucho más rica.
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Citado por
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Las citas anteriores son de ANUNCIOS SAO / NASA (última actualización exitosa 2020-03-02 15:33:20). La lista puede estar incompleta ya que no todos los editores proporcionan datos de citas adecuados y completos.
No se pudo recuperar Crossref citado por datos durante el último intento 2020-03-02 15:33:18: No se pudieron obtener los datos citados por 10.22331 / q-2020-03-02-240 de Crossref. Esto es normal si el DOI se registró recientemente.
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Fuente: https://quantum-journal.org/papers/q-2020-03-02-240/
