Experimentally probing Landauer’s principle in the quantum many-body regime
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Landauer’s principle bridges information theory and thermodynamics by linking the entropy change of a system during a process to the average energy dissipated to its environment. Although typically discussed in the context of erasing a single bit of information, Landauer’s principle can be generalized to characterize irreversibility in out-of-equilibrium processes, such as those involving complex quantum many-body systems. Specifically, the relation between the entropy change of a system and the energy dissipated to its environment can be decomposed into changes in quantum mutual information and a difference in the relative entropies of the environment. Here, we experimentally probe Landauer’s principle in the quantum many-body regime using a quantum field simulator of ultracold Bose gases. Employing a dynamical tomographic reconstruction scheme, we track the temporal evolution of the quantum field following a global mass quench from a massive to a massless Klein–Gordon model and analyse the thermodynamic and information-theoretic contributions to a generalized entropy production for various system–environment partitions of the composite system. Our results verify the quantum field theoretical calculations, interpreted using a semi-classical quasiparticle picture. Our work demonstrates the ability of ultracold atom-based quantum field simulators to experimentally investigate quantum thermodynamics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».