A general theory for irreversible thermodynamics
我们证明，不可逆性产生于微观可逆性的原则和存在的记忆中的时间演化的一个单一的副本的系统驱动的协议。我们引入微观可逆性的概念，使用协议和路径依赖的热力学函数，定义在J. R。Arias-Gonzalez，arXiv：1511.08017 [cond-mat.stat-mech]，以及使用非马尔可夫性概念的记忆，如J.R.阿里亚斯-冈萨雷斯，arXiv：1511.06139 [cond-mat.stat-mech]。我们将功定义为自由能的变化，将热定义为微观系统的熵的变化，单个路径服从协议。我们发现所有的非平衡统计都是自然产生的。特别是，我们得到最已知的波动定理，并制定其他两个。虽然能量守恒调用的水平上的个人途径和整体平均过程中，热力学第二定律和时间箭头，这是唯一的整体平均过程中完成，被证明是微观可逆性和非Markovianity的后果。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Irreversible Evolution of a Wave Packet in The Rigged Hilbert Space Quantum Mechanics
众所周知，具有复能量的状态不能是自伴算符的本征态，如哈密顿算符。共振，即具有指数衰减的可观测量的状态，不是属于传统希尔伯特空间的向量。人们可以用一种不寻常的数学形式来描述这些共振，这种数学形式基于所谓的Rigged Hilbert Space（RHS）。在RHS中，具有复能量的状态被表示为伽莫夫矢量（GV），并且它们模拟衰变过程。本文研究了反向谐振子的GV，用解析和数值方法研究了波包的不稳定演化。我们引入背景函数来研究初始数据不仅仅由GV的总和组成，我们分析了属于特定函数空间的不同波包。我们的工作为不可逆波的传播可以通过Rigged Hilbert空间量子力学来研究这一观点提供了支持，并为不可逆动力学的实验研究提供了新的思路。
2016-08-10 math-ph math.MP physics.optics
Quantifying Irreversibility via Bayesian Subjectivity for Classical & Quantum Linear Maps
National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文通过贝叶斯主观性量化经典和量子线性映射的不可逆性，探讨信息损失对初始状态回溯预测的影响，揭示不可逆过程的直观与微妙洞察。
2025-10-28 quant-ph
Classical Concepts in Quantum Programming
计算机技术的快速发展伴随着软件开发的相应演变，从硬连线组件和二进制机器代码到高级编程语言，这使得能够掌握不断增加的硬件复杂性并充分发挥其潜力。本文研究了如何在量子计算中使用硬件抽象、层次程序、数据类型、内存管理、控制流和结构化编程等经典概念。实验语言QCL将作为一个例子，如何不可逆的功能，局部变量和条件分支，没有直接的量子对应物，可以实现的元素，以及如何非经典的功能，如可逆性的幺正变换或非观测性的量子态可以在一个过程编程语言的框架内。
2003-04-29 quant-ph
Decoherence: Concepts and Examples
我们给出了一个教学介绍退相干的过程-通过与环境的相互作用经典属性的不可逆的出现。在讨论了一般概念之后，我们给出了以下例子：物体的定域性，量子芝诺效应，QED中场和电荷的经典性，以及引力理论中的退相干。最后，我们强调退相干的重要解释功能。
1998-03-19 cond-mat gr-qc hep-th
Energy relaxation via quantum thermalization: A superconducting qubit coupled to an interacting many-body two-level system
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）
研究通过量子热化建模超导量子比特与多体TLS系统的能量弛豫，发现热化抑制了量子比特与TLS间的相干能量交换，导致指数衰减，弛豫时间与耦合强度平方成反比。
2026-08-21 quant-ph
Nonequilibrium critical scaling from quantum thermodynamics
新兴的量子热力学领域正在为包括量子相变在内的典型多体问题提供重要的结果和见解。尽管如此，在封闭系统中突然失超后，诸如功的涨落之类的非平衡量是否表现出临界尺度的问题仍然是难以捉摸的。在这里，我们采取了一种新的方法来解决这个问题，通过研究淬火跨越杂质量子临界点。通过对双杂质Kondo模型进行密度矩阵重整化群计算，我们能够确定在量子临界态下，猝灭产生的不可逆功具有有限尺寸标度。这种缩放忠实地预测平衡临界指数的交叉长度和序参量的模型，而且，意味着一个新的指数的重新缩放的不可逆工作。通过将不可逆功与双杂质自旋关联函数联系起来，我们的研究结果可以得到实验验证。
2016-05-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Random Dynamics, Entropy Production and Fisher Information
我们分析了不可逆输运过程理论中概率密度梯度的一个具体作用。经典的Fisher信息和信息熵产生的概念被发现是内在纠缠的马尔可夫扩散过程的概念和相关的（本地）动量守恒定律。
2003-07-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Irreversibility in a unitary finite-rate protocol: The concept of internal friction
在一个简单的、实验上可达到的量子系统中研究了内耗的概念，在该系统中，自旋为1/2的原子在横向磁场的作用下经历量子绝热过程.利用参数变换得到的实际密度矩阵与可逆绝热过程密度矩阵之间的量子相对熵，在系统哈密顿量的前后幺正变换中定量分析了由于量子摩擦产生的不可逆废能.通过分析总转换时间和不同脉冲控制方案对内耗的影响，揭示了内耗随总协议时间变化的非单调性，以及在有限时间转换中几乎无摩擦解的可能性.
2016-04-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spectral and resonance properties of Smilansky Hamiltonian
我们分析了由Smilansky提出的描述量子图中不可逆动力学的哈密顿量，并由Solomyak等人进一步研究。我们导出了基态的弱耦合渐近性，并通过数值计算得到了离散谱。此外，我们表明，该模型具有丰富的共振结构。
2016-10-10 math-ph math.MP math.SP
Functional analytic insights into irreversibility of quantum resources
本文以范数压缩映射和泛函、凸分析工具统一刻画量子资源变换，给出单拷贝与渐近可蒸馏资源及资源成本新界，证明纠缠渐近不可逆并发现 qutrit magic states 在 stabiliser 协议下不可逆。
2024-12-08 math-ph math.MP quant-ph
Physics and Metaphysics of Wigner's Friends: Even performed pre-measurements have no results
“对正确的量子现象的明确解释，原则上必须包括对实验安排的所有相关特征的描述”（玻尔）。测量过程由预测量（系统与指针变量的量子相关）和通过与环境相互作用的不可逆退相干组成。该系统最终成为所测量的可观测值的本征态的概率混合。对于预测量阶段，任何试图引入“结果”的尝试，正如我们所展示的，都会导致逻辑矛盾，$1=i$。这就否定了一个修正的维格纳之友的概念，即预先测量，可以导致关于量子理论的有效结果。
2021-04-08 quant-ph
Entropy: An inherent, nonstatistical property of any system in any state
熵是我们努力理解和规范我们对一类非常大的自然现象的观察的最重要的概念，然而，它是物理学中最有争议的概念之一。本文回顾了热力学的两种论述，一种是不涉及量子理论，另一种是不涉及统计力学概率的量子力学。在第一部分中，我们证明了熵是任何系统在任何状态下的固有属性，并且它的解析表达式必须符合八个标准。在第二种情况下，我们认识到量子热力学：（i）允许用波函数或非统计密度算符描述量子概率;（ii）需要一个非线性运动方程，它由薛定谔方程限定，但比薛定谔方程更一般，并且它能解释系统状态随时间的可逆和不可逆演化。更一般的量子几率和运动方程都已被定义，热力学三大热力学定律被证明是这个方程的定理。
2005-12-29 quant-ph
The Concept of Entropic Time: A Preliminary Discussion
本文基于信息获取提出熵时间概念，论证其不可逆性并符合热力学第二定律，区分于参数时间，并探讨主客观坍缩模型中能量守恒的差异。
2026-10-07 physics.hist-ph quant-ph
A deeper insight into quantum state transfer from an information flux viewpoint
我们利用最近引入的多体寄存器中信息流的概念，对多自旋线性链中的量子态转移给出了另一种观点。
2008-09-02 quant-ph
Non-coherent evolution of closed weakly interacting system leads to equidistribution of probabilities of microstates
Departamento de Fisica de Materia Condensada, GIYA, CAC-CNEA（凝聚态物理系，GIYA，CAC-CNEA）；Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia, INN-CONICET-CNEA（纳米科学与技术研究所，INN-CONICET-CNEA）
研究非相干演化如何通过费米黄金规则转化为马尔可夫过程，揭示其时间不可逆性及微观态概率等分布特性，提出非相干机制解释时间箭头问题。
2026-03-13 cond-mat.other quant-ph
New insights of quantum Zeno phenomenon: an indirect correlation effect among subsystems
对处于可观测初始状态的不稳定粒子的频繁测量使粒子冻结在该状态，称为量子芝诺效应[1-14]。对可观测子空间的测量进一步揭开了量子芝诺动力学的序幕[15-17]。这些现象影响了在量子信息和量子计算中广泛应用的量子测量的结果[18-21]。然而，当初始状态与连续库耦合时，这个共同的论点是不够的。在这样一个不可逆系统中，固有的衰变性质破坏了冻结行为。虽然已经证明了初始状态的衰变率会受到测量的影响[7]，但对这种依赖于测量的衰变的详细机制的了解仍然有限。在这项工作中，我们发现基于三个子系统微扰理论，一个连续水库和测量仪器之间的间接相关通过与量子系统的相互作用，导致这些子系统之间的拉比类互调。这种组合的间接相关效应驱动系统进入量子芝诺和再激活区域，这取决于拉比强度，脉冲占空比及其重复率。我们还发现，衰减率的动态变化是相当不同的连续和脉冲测量，因此，显着影响系统的动力学。
2017-02-02 physics.optics quant-ph
Nonequilibrium dark space phase transition
我们引入了暗空间相变的概念，它可能发生在开放的多体量子系统中，其中不可逆衰变，相互作用和量子干涉竞争。我们的研究是基于一个量子多体模型，这是灵感来自经典的非平衡过程的功能相变到一个吸收状态，如传染病传播。不同的动力学路径相互干涉的可能性导致了没有经典对应物的集体动力学行为。我们确定了两个竞争的暗态，一个平凡的一个对应的经典吸收态和一个紧急的量子相干。我们建立了一个非平衡相变在这个黑暗的空间，其特点是在经典系统中无法遇到的现象。这种涌现的二维暗空间可以找到技术应用，例如用于量子信息的集体编码。
2021-05-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
The role of quantum work statistics in many-body physics
在这篇文章中，我们的目标是说明如何量子功统计可以作为一种工具，以获得洞察力的非平衡多体系统的普遍特征。集中在两点测量方法的工作，我们首先概述了形式主义，并显示如何相关的不可逆熵产生可能被定义为一个单一的过程。然后，我们探讨了物理学的突然猝灭从工作统计的角度来看，并显示如何工作的特征函数可以表示为相应的经典统计物理问题的配分函数在电影几何。与保真度敏感性的概念的连接进行了探索，以及相应的通用关键缩放。我们还回顾了如何大偏差理论应用于量子工作统计提供了进一步的洞察力的普遍性质。量子到经典的映射原来有密切的联系与历史问题的正交性灾难：因此，我们讨论如何利用这种关系，以实验提取量子工作统计在多体系统。
2018-04-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
