Jarzynski Equality with Maxwell's Demon　

Maxwell's demonが作用する等温過程において、仕事と情報を結びつける新しい熱力学等式と不等式を提案する。私たちのアプローチは、Jarzynskiによる非可逆熱力学の定式化と、Nielsenらによる量子情報理論的なdemonの定式化に基づいている。私たちの不等式は、等温過程で単一の熱浴に対してなされる仕事の下限を定めており、その下限はdemonが測定で得た情報量で特徴付けられている。この不等式は、従来の熱力学第二法則を、demonが情報処理（一種の量子フィードバック制御)を行うような等温過程に一般化したものであるとみなすことができる。私たちの結果は、系のHamiltonianの詳細によらずに成立し、またdemon自身の状態にもよらずに成立する。なお、一般化されたJarzynski等式の成立条件を考える上で、（統計力学の基本的な問題である)熱平衡状態の特徴づけに関する慎重な考察が必要であった。