Landauer's principle in Qubit-Cavity quantum field theory Interaction in Vacuum and Thermal States
近年来,由于人们对量子信息科学的兴趣日益增长,Landauer原理引起了人们的极大兴趣。然而,它的相关性和有效性的背景下,量子场论(QFT)仍然令人惊讶的未探索。在本文中,我们考虑量子比特-腔QFT相互作用中的Landauer原理微扰,其中腔QFT的初始态被选择为真空态或热态。在真空的情况下,QFT总是吸收热量并跃迁到激发态。对于静止的量子比特,它的熵减小,而如果量子比特加速,它也可能获得能量,并且由于Unruh效应而增加熵。对于热态,QFT可以吸收和释放热量,这取决于它的温度和量子比特的初始状态,并且高阶微扰可以将初始状态激发或去激发到更高或更低的状态。朗道原理在我们考虑的所有情况下都是有效的。希望本文能为今后量子场论和引力理论中Landauer原理的进一步探索铺平道路。
2022-06-20 gr-qc hep-th quant-ph
Landauer's principle and information at the cosmological horizon
本文指出膨胀宇宙中宇宙学表观视界的信息丢失不遵循Landauer原理,提出“宇宙学信息悖论”,并探讨了其对能量准局域描述及引力系统热力学适用极限的启示。
2024-12-25 cond-mat.stat-mech gr-qc quant-ph
Generalized Entropies and Black Hole Area Quantization from Landauer's Principle
Universidade Federal de Juiz de Fora(茹伊斯迪福拉联邦大学);Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia(巴伊亚西南州立大学)
通过将兰道尔原理应用于连续面积能级间的离散熵变,研究了黑洞面积量子化,并推广到Barrow、修正Rényi和修正Kaniadakis等广义熵泛函,分析了面积谱参数的行为。
2026-07-21 gr-qc
A Generalized Landauer's Principle for Unitarily Transformed Thermal Reservoirs
Center for Gravitation and Cosmology, College of Physical Science and Technology, Yangzhou University(扬州大学物理科学与技术学院引力与宇宙学中心)
本文提出广义兰道原理,用于解释压缩热态下的热力学资源影响,通过有效哈密顿量建立广义不等式,并证明熵产非负性,用于研究运动探测器与量子场的相互作用。
2026-05-07 gr-qc hep-th quant-ph
Energy change and Landauer's principle in the interaction between qubit and quantum field theory
本文研究了量子比特与量子场论相互作用下的系统演化,将结果分为旋转波项与反旋转波项,揭示了场能量变化与各算符及轨迹的关系,并证明Landauer原理在任何运动状态下均成立。
2024-10-02 gr-qc hep-th quant-ph
Landauer's principle and black hole area quantization
本文在史瓦西黑洞面积量子化框架下论证:当微观态数为 $2^n$ 且面积间隔 $α=4\ln 2$ 时,兰道尔原理以饱和形式成立,相邻能级熵间隔恰为一比特信息。
2024-10-04 gr-qc hep-th quant-ph
Decoherence and Landauer's Principle in Qubit-Cavity Quantum-Field-Theory Interaction
在量子比特-腔量子场论(QFT)相互作用中考虑量子退相干和朗道原理,将量子比特视为系统,腔QFT视为环境。特别是,我们调查的变化发生在一个纯的初始状态和环境的系统在退相干过程中,有或没有能量耗散,并比较的结果与情况下,系统的初始状态是一个混合状态,因此退相干是缺席。当我们选择一个相互作用哈密顿量,使得系统的能量和相干性同时变化时,系统的布居变化和初始态混合时的能量变化是相同的。然而,退相干项增加了系统的冯诺伊曼熵。在这种情况下,系统的能量变化和退相干不是独立的物理过程。退相干过程保持幺正性。另一方面,如果相互作用哈密顿量不改变系统的能量,则只存在退相干效应。环境将是一个分布的基础上的位移数的状态和总是增加的能量。Landauer原理在这两种情况下都是成立的。
2023-03-11 gr-qc hep-th quant-ph
From modified Tsallis-Renyi entropy to a MOND-like force law, Bekenstein bound, and Landauer principle for black holes
本文以 Tsallis 熵导出修正 Renyi 熵,研究黑洞热力学,并自然得到类 MOND 力律,同时验证 Bekenstein 界且由 Landauer 原理推出黑洞蒸发质量损失。
2025-05-15 gr-qc
Reeb-Wolf Improved Landauer Principle for Hairy Black Holes via Gravitational Decoupling
Facultad de Ciencias, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH)(奇姆博拉索高等理工学院);Centro de Investigación y Desarrollo Científico Zétesis(泽特西斯科学研究与发展中心);Department of Mathematics and Statistics, The University of Lahore(拉合尔大学数学与统计系);Research Center of Astrophysics and Cosmology, Khazar University(哈萨尔大学天体物理学与宇宙学研究中心);Jadara Research Center, Jadara University(贾达拉大学贾达拉研究中心)
该研究针对通过引力解耦生成的毛状黑洞,分析其事件视界处信息擦除的朗道尔代价,发现引力毛会降低擦除代价,Reeb-Wolf修正为次要正贡献,且朗道尔谱随视界量子数变化。
2026-08-14 gr-qc
Distinguishing pure and thermal states by Landauer's principle in open systems
本文基于波尔钦斯基思想实验,通过微扰方法研究量子比特与腔QFT的相互作用,并利用朗道尔原理给出判定热态的条件,同时比较了热态与正则热纯量子态的区别。
2024-03-27 gr-qc hep-th quant-ph
Improved Landauer's principle and generalized second law of thermodynamics with initial correlations and non-equilibrium surrounding environments
热力学第二定律的传统形式受到三个条件的严格限制:一是系统与环境的初始联合态必须是一个乘积态,因而不存在初始关联;二是环境的初始状态处于热力学平衡状态。最后是系统和环境之间的弱耦合。为了理解热力学和信息论的关系,特别是当存在初始关联时,应该重新审视第二定律的表述。在这项工作中,使用量子统计力学的热力学和量子信息科学的技术,我们重铸基本的热力学热力学定律从理论信息的观点。系统与周围环境之间的初始相关性被认为是,它的演变,并导致传统配方的修改。我们得到了熵增加、朗道原理和热力学第二定律的改进形式,这些改进形式是等式而不是不等式,通过这些改进形式可以精确地证明信息的物理本质。进一步,利用完全属于量子信息理论的语言,我们对自然演化过程的方向给出了一个新的表述:孤立量子系统的演化,其中子系统之间不存在关联,初始时总是朝着关联信息永远不会减少的方向演化。这一结果表明,传统的熵增加原理可以用信息论来重新描述。
2018-03-16 gr-qc quant-ph
Landauer entropy of spacetime
Universitat Politècnica de València(瓦伦西亚理工大学);Technische Universität Wien(维也纳工业大学);Pontificia Universidad Católica de Chile(智利天主教 Pontificia 大学);Universidad del Bío-Bío(比奥比奥大学);Silesian University in Opava(俄帕瓦西里西亚大学)
基于朗道原理,为静态球对称时空定义几何熵,建立第二定律并关联贝肯斯坦-霍金熵。
2026-05-28 gr-qc math-ph math.MP
Exploring modified Kaniadakis entropy: MOND-related theory, the Bekenstein bound conjecture, and Hawking evaporation within the Landauer principle
本文利用修正的 Kaniadakis 熵研究黑洞热力学,探讨其在 MOND 理论中的作用,提出该熵精确描述 Bekenstein-Hawking 熵的猜想,验证了 Bekenstein 界在典型 $κ$ 值下成立,并基于 Landauer 原理推导了黑洞蒸发的质量损失表达式。
2025-06-26 gr-qc
The Principle of Relativity and Inertial Dragging
马赫原理和相对性原理已由H. I. Hartman和C. Nissim-Sabat在这篇文章中。据说有几种现象违反了应用于旋转运动的相对性原理。这些说法最近受到质疑。然而,在这两篇文章中,都没有援引惯性拖曳的广义相对论现象,双方也没有提供任何计算来证实他们的说法。在这里,我讨论了相对性原理在广义相对论的范围内对旋转运动的可能有效性,并指出惯性拖曳在这方面的意义。虽然我的主要观点是定性的,但我也提供了必要的计算来证明这些观点是如何作为广义相对论的结果出现的。
2007-08-03 gr-qc
Action Principle for the Generalized Harmonic Formulation of General Relativity
给出了广义相对论广义调和公式的作用量原理。作用量是时空度规和规范源矢量的泛函。Bona,Bona-Casas和Palenzuela(BBP)最近提出了一个适用于广义相对论Z4表述的作用量原理。详细讨论了广义调和作用量与BBP作用量之间的关系。
2011-09-07 gr-qc
General Relativity from conservation laws without the principle of least action
我们证明了广义相对论和其它度规理论的场方程可以从能量守恒-动量守恒导出,而不需要使用最小作用量原理的假设。我们提出了一个新的程序微扰推导的对称赝能动量的重力场。
2015-10-15 gr-qc
The Biconnection Variational Principle for General Relativity
最近提出的广义相对论的变分方法,除了度量张量,两个独立的仿射连接进入的行动作为动力学变量,修订。对于物质作用对独立联系的依赖性,场方程总是归结为爱因斯坦场方程。
2013-04-02 gr-qc
Proposed split-causality test of the relativity principle
我们提出了一个相对性原理的测试,涉及两个惯性系之间的量子信号。如果坚持这一原则,古典因果关系就会以一种戏剧性的、非理性的方式分裂。我们讨论了量子视界的存在,它是任何形式的量子信息传输的障碍。如果量子因果关系成立,这些必然发生在任何有限时间、帧间实验中。最后,我们对涉及纠缠态的实验做了一些评论。
2006-12-13 gr-qc
Strong Equivalence Principle and Conservation Law Implicated in General Relativity
该论文已被作者撤回。
2003-05-20 astro-ph gr-qc
On the Principle of Relativity of Inertia in both General and Entangled Relativities
本文论证纠缠相对论比广义相对论更经济,能在特定极限下恢复广义相对论与标准量子场论,且更符合爱因斯坦对满意相对论理论的原始愿景。
2025-05-07 gr-qc
On the $c$ equivalence principle and its relation to the weak equivalence principle of general relativity
我们澄清的$c$等效原理($c_u=c$)最近提出的Heras等人\cite{JoseAJP2010,JoseEJP2010}的地位,并表明,它的建议导致当前的经典相对论电动力学(CRE)的框架的扩展。这是因为在MLT(质量、长度和时间)单位系统中,CRE理论只能包含一个基本的自然常数,狭义相对论规定这必须是$c$,即真空中的标准光速,除了Panofsky和Phillips \cite{PanofskyPhillips}之外,大多数教科书都没有充分强调这一点。赫拉斯\cite{JoseAJP2010,JoseEJP2010}的$c$等效原理可以被证明与狭义相对论的第二公设有关,后者将光速的恒定性扩展到除电磁学之外的所有物理学(尤其是力学)。一个有趣的推论是,广义相对论的弱等效原理和$c$等效原理实际上是同一个,我们在牛顿引力的背景下证明了这一点。
2011-08-03 gr-qc math-ph math.MP
Flyby Anomaly in the Variation Principle of General Relativity
本文通过将旋转弱场源的Lense-Thirring度规对角化,在广义相对论变分原理下推导运动方程,解释了行星飞掠中符合Anderson经验公式的能量异常。
2024-11-18 gr-qc
About Locality and the Relativity Principle Beyond Special Relativity
相互作用的局部性是狭义相对论的一个重要组成部分。最近,一个新的框架下的名称相对局域性\cite{AmelinoCamelia:2011bm}已被提出作为一种方式来考虑粒子的相对论动力学的普朗克修改。我们注意到,绝对定域性的丧失是超越狭义相对论并实施相对性原理的理论的一个普遍特征。我们给出了一个明确的建设这样一个实现,并比较它与前面提到的框架的相对局域性和所谓的双重狭义相对论理论。
2011-07-05 gr-qc hep-th
An observer principle for general relativity
我们给出了一个数学唯一性定理,它特别说明了广义相对论中的对称张量是由它们在光锥上的单项函数唯一确定的。因此,在广义相对论中,观察者在一个事件中观察到张量,就是与观察者的速度矢量收缩,重复到张量的秩。因此,在一个特定事件中,所有观察者观察到的相等的两个对称张量在该事件中必然相等。
2014-03-11 gr-qc
The Equivalence Principle as a Stepping Stone from Special to General Relativity: A Socratic Dialog
在本文中,我们展示了如何学生可以导致理解之间的联系狭义相对论和广义相对论考虑放置在地球表面的时钟的时间膨胀效应。这篇文章是作为一个苏格拉底对话之间的讲师山姆和学生金。
2005-08-16 gr-qc
Energy conservation and equivalence principle in General Relativity
广义斯托克斯定理(连接3维和4维的积分)在弯曲时空中用闵可夫斯基空间中的路径(形成路径群)来表述。在广义相对论中导出了物质能量动量守恒定律的协变积分形式。它推广了爱因斯坦关于能量守恒的等效原理,因为它在没有明确包含引力场的情况下,给出了物质的能量-动量守恒定律。
2004-09-30 gr-qc
New Action Principle for General Relativity
广义相对论可以被重新表述为一个同态不变的SU(2)规范理论。一个新的行动原则,这种“纯连接”制定的GR。
2011-03-23 gr-qc hep-th math.DG
The (1+3)-dimensional 'quantum principle of relativity' is Einstein's principle of relativity
本文证明Dragan和Ekert提出的(1+3)维超光速参考系中的“超级推进”和“超级翻转”只是规范洛伦兹变换与重新标记,其所谓“量子相对性原理”实质就是爱因斯坦相对性原理。
2025-02-04 gr-qc quant-ph
General relativity principle and uniqueness in Einstein equations
在爱因斯坦方程中实现广义相对论原理的问题已经被广泛讨论,因为Kretschmann的著名批评指出爱因斯坦方程的广义协方差不足以表达广义相对论原理(所有坐标系的等价性)。这种失败通常根源于这样一个事实,即爱因斯坦方程中的度量不是由物质分布唯一确定的。我们证明了由物质分布确定度规的唯一性条件强于所有坐标系等价的要求。为了将爱因斯坦方程的唯一性问题与广义相对论的原理问题区分开来,我们定义了“等价群”来代替没有物理内容的协方差群。此外,我们补充了一个积极的方式Kretschmann的反对补充爱因斯坦方程与等价的所有坐标系的充分条件。
2004-10-08 gr-qc
Quantum principle of relativity
我们指出,局域的和确定性的描述模式不仅与量子理论相冲突,而且与相对论相冲突。我们认为,基本的相对论性质的时空导致出现一个非确定性的量子力学图片涉及量子叠加和复杂的概率振幅。
2019-10-07 gr-qc quant-ph
Principle of Relativity and The Perturbative Quantum Gravity
KAIST(韩国科学技术院)
本文提出量子相对性原理,构建了纯量子理论,实现了量子引力效应,并在大距离范围内重现广义相对论。
2026-02-05 gr-qc hep-th quant-ph
The Faulty Assumptions of the Expanding-Universe Model vs. the Simple and Consistent Principles of a Flat-Universe Model -- with Moving Pisa Tower Experiment which Tests General Relativity
马赫原理提出了绝对宇宙。例如,当爱因斯坦站在地上放松时,他的手臂自然下垂。可一旦旋转身体,他的手臂就会抬起,旋转的速度越来越快。马赫原理是指整个宇宙的物质可以影响局部的动力学系统。也就是说,整个宇宙的物质建立了局部的绝对参考系。然而,爱因斯坦的广义相对论是反对马赫原理的绝对参考系的。
2010-01-29 astro-ph gr-qc
New generalized uncertainty principle from the doubly special relativity
基于双狭义相对论,我们发现了一种新的广义不确定原理(GUP),即在高能时坐标保持不变,而动量在高能时发生形变,从而使动量有界.在此基础上,我们讨论了一些一维量子力学问题,如盒子问题、动量波函数和谐振子问题。
2018-07-17 gr-qc hep-th quant-ph
Relativity principle with a low energy invariant scale
探讨了用不变的能量标度作为最小能量的可能性,从而修正了狭义相对论。通过适当选择洛伦兹群对动量空间的非线性作用,得到了与不同惯性系等价的一致性。讨论了爱因斯坦理论测试中低能截止的限制以及测量新能量尺度的可能方法。
2005-06-15 gr-qc hep-ph