The Work-Hamiltonian Connection and the Usefulness of the Jarzynski Equality for Free Energy Calculations
对于一个含时哈密顿量的系统，功与哈密顿量变化之间的联系最近受到了质疑，这使人们对Jarzynski等式在计算自由能变化时的有用性产生了怀疑。在本文中，我们讨论了自由能的两种可能的定义之间的关系，并显示了最近的一些分歧的Jarzynski等式的适用性是不同的作者使用不同的自由能定义的结果。最后，鉴于最近提出的疑问，我们明确地表明，它确实是可能的，以获得物理相关的自由能分布从分子拉伸实验通过使用Jarzynski等式和结果的悍马和萨博。
2009-02-23 cond-mat.stat-mech
Using a Szilard engine to illustrate the validity of the modified Jarzynski equality in presence of measurement errors
最近的研究表明，当计算工作中存在实验误差时，Jarzynski等式会被修改。这种修正的结果在存在反馈的情况下也保持良好。在这项工作中，我们使用一个简单的玩具模型，一个Szilard引擎，证明这些结果的存在和不存在的反馈。
2016-09-02 cond-mat.stat-mech
The Glass Transition and the Jarzynski Equality
一个简单的模型，具有双阱势被用来代表液体，淬火从遍历状态到一个历史依赖的玻璃态。围绕Jarzynski平等的玻璃形成的应用程序的问题进行了调查。我们证明了Jarzynski等式给出了初始状态和状态之间的自由能差，如果玻璃放松到真正的热力学平衡。我们得到了新的变化的Jarzynski等式是相关的历史依赖的玻璃态，而不是潜在的平衡态。它示出了如何计算的自由能差的非平衡的历史依赖的玻璃态，使其保持一致的熵和第二定律不等式的标准表达式。
2008-06-18 cond-mat.stat-mech
Path integral analysis of Jarzynski's equality: Analytical results
我们应用路径积分来研究布朗动力学中的非平衡功定理，特别是推导出最典型和最主要的运动轨迹的运动方程。对于可解析解的情况下，一个移动的谐波势和一个谐振子与时间相关的固有频率，我们发现这样的轨迹，评估的工作加权传播，并验证Jarzynski的平等。
2008-11-29 cond-mat.stat-mech
Generalized Jarzynski's equality of inhomogeneous multidimensional diffusion processes
应用非齐次情形下著名的Feynman-Kac公式，给出了多维非齐次扩散过程广义Jarzynski等式的一个有趣而严格的数学证明，并推广了热力学第二定律.然后，我们解释它的物理意义和应用，扩展悍马和Szabo的工作（{ \em Proc. Natl. Acad. Sci. USA} { \bf 98}（7），3658- 3661（2001））和稳态热力学的Hatano-Sasa等式（{ \em Phys. Rev. Lett.} { \bf 86}，3463- 3466（2001））到一般多维情况。
2009-04-15 cond-mat.stat-mech
Flaw of Jarzynski's equality when applied to systems with several degrees of freedom
简单的例子：在孤立的理想气体从小体积V_0突然膨胀到大体积V_1的过程中，熵的变化为Δ S= N ln（V_1/V_0）=-β Δ F>0，但不产生功W，也不吸收功W。因此，Jarzynski的恒等式<exp（-beta W）>= exp（-beta Delta F）是错误的。
2005-08-30 cond-mat.stat-mech
A simple proof of the Jarzynski equality?
在这个简短的交流中，我给出了Jarzynski等式的一个非常简单的推导，它允许计算一个物体的自由能差，该物体在两个平衡态$A$和$B$之间由外部驱动。（时间相关）力，来自系统做功的概率分布函数，而不管状态$A$和$B$之间的变换的性质（可逆或不可逆）。它也许为Cohen和同事最近发起的争论提供了一些线索，也许解释了为什么所有为了测试Jarzynski等式而进行的实验都是成功的，即使在非常可解（不可逆转）的情况下（更引人注目的是，当状态时）$B$不是平衡状态）。
2005-12-08 cond-mat.stat-mech
A Quantum Analogue of the Jarzynski Equality
构造了Jarzynski等式的量子模拟。这个等式将指数化功的系综平均值与非平衡切换过程中的亥姆霍兹自由能差连接起来，该过程受到热浴的影响。为了证实它在实际情况下的有效性，我们还研究了一个开放量子系统，它是一个自旋为1/2的系统，带有一个扫描磁场与一个热浴相互作用。结果，我们发现量子模拟功能良好。
2000-07-28 cond-mat.stat-mech
Jarzynski equality in the context of maximum path entropy
在从基本原理（如最大路径熵，也称为最大口径原理）中找到非平衡统计力学的公理推导的全球框架中，这项工作提出了著名的Jarzynski等式的另一种推导，这是一个非常重要的非平衡恒等式，由于其在不可逆过程中的应用：生物系统（蛋白质折叠）、机械系统等。这个等式将两个平衡热力学状态之间的自由能差与在这些状态之间进行的功联系起来，通过路径系综的平均值。在这项工作中的分析Jarzynski的平等将使用的形式主义推理路径空间。这一推导突出了Jarzynski的原始结果的广泛通用性，甚至可以用于社会系统，金融和生态系统等非物质环境。
2016-07-25 cond-mat.stat-mech
A possible generalized form of Jarzynski equality
从涨落定理导出Jarzynski等式（JE）的关键条件是相空间收缩因子的时间积分可以精确地表示为系统从热浴中吸收的热所产生的熵产。对于违反这个条件的系统，可能存在更一般形式的JE。这种存在性通过三个\textit{Gedanken}实验和数值模拟得到了验证，并且可以通过纳米尺度下的真实实验得到证实。
2006-10-31 cond-mat.stat-mech
Detailed Jarzynski Equality applied on a Logically Irreversible Procedure
一个单比特的存储系统是由一个双阱势的光镊持有的布朗粒子和擦除存储器所需的工作进行了测量。我们表明，这项工作的最低限度是接近Landauer的界限，只有非常缓慢的擦除过程。相反，一个详细的Jarzynski平等允许我们检索的Landauer的约束独立的速度，这擦除过程。对于两个分离的子过程，即从状态1到状态0的转换和从状态0到状态0的转换，Jarzynski等式不成立，但广义版本将系统所做的功与它在时间反演过程下返回到其初始状态的概率联系起来。
2014-06-01 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality for an Energy-Controlled System
Jarzynski等式（JE）是非平衡系统的一个精确恒等式。JE最初是为孤立和等温系统制定的，而Adib报告了JE扩展到等能过程。在本文中，我们将JE扩展到一个能量受控系统。我们使得在非平衡过程中任意控制能量的瞬时值成为可能。在我们的推广下，新的JE比等能JE更适用于计算态数和熵。我们还展示了我们的JE的一种优化问题的应用。
2011-01-20 cond-mat.stat-mech
A Jarzynski-type equality for nonequilibrium steady-state probabilities
本文证明非平衡马尔可夫系统的稳态概率可由有限时间消环路径的加权系综平均重构，路径权重 $e^{-S(Γ)}$ 可解释为作用量泛函或储层熵变，由此揭示了非平衡稳态的 Jarzynski 型等式及消环路径的强热力学对称关系。
2024-10-14 cond-mat.stat-mech
An experimental test of the Jarzynski equality in a mechanical experiment
我们用实验方法检验了与热库接触的宏观力学振子的热涨落的Jarzynski等式和Crooks关系。我们发现，独立的时间尺度和幅度的驱动力，这两个关系都是满意的。至少在高斯涨落的情况下，这些结果归功于在生物和化学系统中使用这些关系来估计两个平衡态之间的自由能差。本文还提出了估算等温过程自由能差的另一种方法。
2005-02-23 cond-mat.stat-mech
Estimation of the equilibrium free energy for glasses using the Jarzynski equality
玻璃的自由能不能估计使用热力学积分，因为玻璃本质上是不平衡的。我们提出的数值模拟表明，相比之下，合理的自由能估计的Kob-Andersen玻璃可以得到使用Jarzynski关系。利用Jarzynski关系，我们还计算了该系统的两个组件的化学电势差，并发现，在玻璃态的制度，Jarzynski估计匹配以及与外推值的过冷液体。我们的研究结果是更广泛的兴趣，因为他们表明，Jarzynski方法可以使用的条件下，热力学积分的方法，这通常是更准确的，完全崩溃。这种方法可能有用的系统是通过压缩形成的凝胶和堵塞的玻璃状结构。
2021-06-02 cond-mat.stat-mech
Optimal protocols and the Jarzynski equality
雅辛斯基等式是一个广为人知且广泛使用的恒等式，它将系统两个状态之间的自由能差与两个状态之间的任意非平衡变换所做的功联系起来。尽管是有效的随机和确定性的系统，我们表明，确定性的情况下的最佳转换协议似乎不同于预测的随机动力学分析。此外，它表明，在某些情况下，更多的耗散过程有时可以导致更好的数值结果的自由能差。
2013-12-04 cond-mat.stat-mech
Jarzynski equality for a gas particle driven out of equilibrium
经典理想气体中的一个粒子通过在短时间内改变其质量而被驱离平衡。对被驱动粒子所作的功取决于它与气体中其他粒子的碰撞。因此，这个模型提供了一个系统（被驱动的粒子）与环境（气体的其余部分）耦合的非平衡过程的例子。我们计算所做的工作的驱动粒子和比较结果Jarzynski的平等有关的非平衡工作过程的平衡自由能差。该模型的结果被推广到一个系统的情况下，驱动在一个自由度，同时通过其他自由度与环境相互作用。
2014-04-21 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality for Soret Equilibria -- Virtues of Virtual Potentials
Jarzynski等式将两个平衡态之间的自由能差与在它们之间切换所提供的波动不可逆功联系起来。规定的固定温度的平衡态隐含约束的耗散切换过程，可以采取系统远离平衡。在这里，我们从理论上和实验上证明，这样的关系也适用于非等温的情况下，初始稳态是不平衡和开关的影响动态变化的温度梯度，而不是一个保守力。我们的演示采用了一个单一的胶体粒子捕获的光诱导热泳漂移电流。它依赖于确定经典功和热的适当等价物，以及我们测量它们的分布并用虚势表达它们的能力。
2020-09-02 cond-mat.stat-mech
Non-Markovianity, entropy production, and Jarzynski equality
我们探讨了一个非马尔可夫记忆内核的信息交换和熵产生的外部工作协议的背景下发挥的作用。Jarzynski平等的谐波和非谐波模型。我们观察到的记忆功能作为一个信息泵，恢复部分信息丢失的热库作为一个结果的非平衡工作协议。在谐波和非谐波两种情况下都发生泵送作用。出乎意料的是，我们发现谐波模型不产生熵，不管工作协议。对于失衡协议，即使存在少量非线性，也会恢复更正常的熵产生行为。
2020-09-29 cond-mat.stat-mech
Quantum Jarzynski Equality with multiple measurement and feedback for isolated system
在本文中，我们推导出Jarzynski等式（JE）在三种不同的情况下，一个孤立的量子系统：（i）的完整的发展是酉没有中间测量，（ii）与中间测量的任意可观的执行，和（iii）与中间测量的结果被用来修改外部协议（反馈）。我们假设测量将涉及本质上纯经典的误差。我们的治疗是基于路径概率在状态空间中的每个实现。这与基于投影算子和密度矩阵的形式化方法不同。我们发现，在第二种情况下，JE保持不受影响，但在第三种情况下，测量值与实际本征值之间的互信息必须被纳入关系得到修改。
2011-11-27 cond-mat.stat-mech
Exact Work Distribution and Jarzynski's Equality of a Relativistic Particle in an Expanding Piston
School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）；Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, Peking University（北京大学纳米光电前沿科学中心）
本文研究了相对论理想气体在膨胀活塞中的功分布，验证了Jarzynski等式，并发现其与非相对论情况存在显著差异。
2025-11-20 cond-mat.stat-mech
Calculating the free energy difference by applying the Jarzynski equality to a virtual integrable system
Jarzynski等式（JE）提供了一种测量和计算自由能差（FED）的非平衡方法。注意，如果两个系统分别在两个平衡态共享相同的哈密顿量，则它们在这两个平衡态之间也共享相同的FED。因此，系统的FED的计算可以通过考虑为此目的而设计的另一虚拟系统来促进。利用这种灵活性和JE，我们表明，通过引入一个可积的虚拟系统，在JE涉及的进化问题可以解决。因此，FED以平衡等式的形式表示，与它所基于的非平衡JE相比，数值上，这一结果允许FED通过直接对正则系综进行采样来计算，并且可以显着降低计算成本。通过对几个典型模式系统的数值研究，说明了该格式的有效性和高效性。
2020-07-15 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality and its Special Trajectory Ensemble Average Demystified
在Jarzynski等式（JE）中，由下标0表示的特殊轨迹系综平均（TEA）导致<R>对系统所做的功R的Jensen不等式_0 GT-EQ delta（F），而不是热力学功不等式<R>GT-EQ delta（F），因为我们发现<R>NEQ<R>_0。因此，与通常的看法相反，詹森不等式并不直接支持JE是一个非均衡结果。Jarzynski对包容能的微观处理只考虑了外功d_eE_k，而忽略了由于外内力不平衡而引起的普遍变化d_iE_k，尽管d_iE_k在可逆过程中也存在，如我们所示。由于忽略了这一点，耗散所需的热力学力就不存在了。因此，尽管有一个依赖时间的工作协议，但联合专家组没有内在的不可逆转性。我们通过一个明确的计算来支持我们的主张，它表明，<R>即使对于一个可逆过程，其中= delta（F），_0 > delta（F<R>）。这也证实了<R>和<R>_0是不同的平均值。
2018-02-22 cond-mat.stat-mech
Dynamic dependence of nonequilibrium work limits the validity of the Jarzynski Equality
分析了Jarzynski等式（JE）在准静态变换的热力学极限和哈密顿演化的工作协议方面的有效性。在第一种情况下，我们表明，JE仅适用于等温变换;在第二种情况下，我们表明，所做的工作（与最终状态哈密顿量）取决于时间动态的工作协议（包括其速度），从而排除了识别它的自由能或任何其他热力学态函数的可能性。即使在热力学极限和无限慢的哈密顿变换（绝热不变性）的热力学平衡状态的情况下，所得的功表达式也不默认为JE，而是默认为绝热热力学变换的功关系，W= Δ U，其中W是功，U是内能。
2020-05-13 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Potential Function of Chemically Driven Single Macromolecules via Jarzynski-Type Log-Mean-Exponential Work
将最近发展的涨落定理的方法应用于恒温环境流体中单个大分子的随机动力学，我们建立了两个Jarzynski型等式：（1）在非平衡稳态（NESS）和$\ln P^{ness}(x)$中驱动分子的不可逆热耗散的对数平均指数（LME）之间，（2）分子内力作功的LME与非平衡化学势函数$μ^{ness}(x)$ $\equiv U(x)+k_BT\ln P^{ness}(x)$之间的关系，其中$P^{ness}(x)$是大分子相空间中的NESS概率密度，$U(x)$是其内部势函数。$Ψ$ = $\intμ^{ness}(x)P^{ness}(x)dx$被证明是一个非平衡推广的亥姆霍兹自由能和$ΔΨ$ = $ΔU-TΔS$的非平衡过程，其中$S$ $=-k_B\int P(x)\ln P(x)dx$是吉布斯熵与$P(x)$。热耗散的LME推广了熵的概念，等式定义了远离平衡态的开放系统的热力学势函数。
2005-10-13 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality, Crooks Fluctuation Theorem and the Fluctuation Theorems of Heat for Arbitrary Initial States
充分利用细致平衡条件所赋予的动力学性质，我们导出了一般随机热力学系统的一个新的精化统一涨落定理。该FT涉及最终相空间点和热力学变量的联合概率分布函数。Jarzynski等式、Crooks涨落定理、热的傅里叶变换和轨迹熵产生都可以看作是该精化统一傅里叶变换的特例，并将它们推广到任意初始分布.我们还发现，改进的统一FT可以很容易地再现FT的反馈控制过程，由于其非常规的结构，分离的热力学变量的初始分布的选择。这一结果对于进一步认识各种傅立叶变换之间的联系和区别具有启发意义，对于研究具有信息交换的热力学过程也具有一定的参考价值。
2015-05-31 cond-mat.stat-mech
Hamiltonian Derivations of the Generalized Jarzynski Equalities under Feedback Control
在“麦克斯韦恶魔”反馈控制的情况下，热力学第二定律和非平衡方程如Jarzynski方程需要推广。在本文中，我们得到了广义Jarzynski等式的经典哈密顿动力学的基础上的刘维尔定理，这是相同的方法，原来的证明Jarzynski等式[物理。78，2690（1997）]。所得到的等式导致在反馈控制的存在下的哈密顿系统的热力学第二定律的推广。
2011-05-30 cond-mat.stat-mech
An Information--Theoretic Equality Implying the Jarzynski Relation
我们推导出一个一般的信息理论方程的系统进行两个投影测量分离的一般时间演化。相等性意味着前后投影测量结果之间的互信息的非负性。我们发现，它也包含Jarzynski关系之间的平均指数的化学功和指数的差异之间的初始和最终的自由能。我们的结果阐明了热力学的信息理论基础，并解释了为什么Jarzynski关系保持相同的量子以及经典。
2012-04-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Detecting Entanglement with Jarzynski's Equality
提出了一种利用非平衡过程检测纠缠态的方法。相对熵的比较允许我们构造一个纠缠见证。相对熵可以进一步与量子Jarzynski等式相关，从而允许在纠缠检测中使用非平衡功。为了验证我们的结果，我们考虑两个不同的自旋链。
2009-12-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Modified Jarzynski equality in a microcanonical ensemble
本研究针对微正则系综中传统Jarzynski等式不成立的问题，推导了依赖功协议路径逆温度的修正等式，可改进近等温过程的功界，还验证了其在受驱二能级自旋系统中的有效性。
2025-01-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimental Test of Quantum Jarzynski Equality with a Trapped Ion System
过去二十年来，非平衡统计力学领域取得了重要发展。在这些发展中，Jarzynski平等，是一个里程碑后，具有里程碑意义的工作克劳修斯和开尔文，脱颖而出。Jarzynski等式将两个平衡态之间的自由能差与系统通过远离平衡过程所做的功联系起来。虽然在经典状态下已经进行了等式的实验测试，但由于实验挑战，量子Jarzynski等式的验证尚未完全证明。在这里，我们报告了对量子Jarzynski等式的实验测试，其中单个\Yb离子被困在谐波势中。我们进行投影测量，以获得声子分布的初始热态。接着我们对投影能量本征态施加激光诱导力，并计算出工作完成后到最终能量本征态的跃迁几率。通过改变从平衡态到远离平衡态的施力速度，我们在一个孤立系中验证了量子Jarzynski等式。
2014-09-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Reply to Jarzynski's comment cond-mat/0509344
一个简短的答复Jarzynski的评论cond-mat/0509344对我的论文“缺陷Jarzynski的平等时，适用于系统的几个自由度”（cond-mat/0508721）。
2005-09-26 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality for an Energy-Controlled System (Proceedings of nanoPHYS'11)
我们延长Jarzynski等式，这是一个确切的身份之间的平衡和非平衡的平均值，是有用的计算值的熵差通过改变哈密顿量。为了得到我们的结果，我们引入人工动力学的瞬时值的能量可以任意控制在一个非平衡过程。我们建立了一个确切的身份，这样的过程对应于所谓的Jarzynski平等。建议我们的配方是有价值的，在实际应用中的优化问题。
2011-03-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Comment on "On the Crooks fluctuation theorem and the Jarzynski equality" [J. Chem. Phys. 129, 091101 (2008)]
最近有人认为，简单布朗过程违反了涉及Jarzynski等式（JE）和Crooks波动定理（CFT）的自洽条件[L. Y. Chen，J.Chem.Phys.129，091101（2008）]。本说明采用了《联合专家组》和《反恐能力公约》原案文中的定义，并说明了相反的情况。
2009-07-10 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Jarzynski equality in $\mathcal{PT}$-symmetric quantum mechanics
我们证明了量子Jarzynski等式推广到具有完整的$\mathcal{PT}$对称性的$\mathcal{PT}$对称量子力学.在$\mathcal{PT}$对称性破缺的情况下，Jarzynski等式不成立，因为在动态过程中也不保持$\mathcal{CPT}$范数。这些发现说明了实验相关的系统-两个耦合的光波导。结果表明，对于这些系统的未破和破$\mathcal{PT}$对称性之间的制度的相变是不可逆的工作在临界点发散的抑制。
2015-04-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Calculation of the running coupling in non-Abelian gauge theories from Jarzynski's equality
我们讨论了非平衡蒙特卡罗模拟的理论基础，根据Jarzynski的平等和目前，作为一个应用的例子，运行耦合的薛定谔功能方案的确定。
2021-08-30 cond-mat.stat-mech hep-lat
Non-Equilibrium Thermodynamics and Stochasticity, A Phenomenological Look on Jarzynki's Equality
唯象非平衡态热力学理论被扩展为包括随机过程，以解释最近导出的数学关系，如Jarzynski等式。四个现象学公理的假设导致在现象学解释Jarzynski的平等。特别地，考虑到Jarzynski过程的类Jarzynski的等式遵循的公理是指数工作的统计平均是协议无关的。
2016-03-07 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Jarzynski equality for the Jepsen gas
本文在一维理想气体均匀膨胀或压缩的精确可解模型上证明了Jarzynski等式。对气体做功$W$的概率密度$P(W)$的解析结果与二维稀气体硬球的分子动力学模拟的结果进行了比较。
2005-06-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Thermolubricity and the Jarzynski equality
我们讨论并限定了纳米级摩擦物理学中两种不同现象之间以前未被注意到的联系，这种联系在自然界中是普遍存在的，在实验中也会遇到，包括光晶格中的滑动模拟和蛋白质力谱。第一个是热致润滑性，指定这样的条件，其中干燥的纳米级滑块可以在足够高的温度和低的速度下表现出非常小的粘性摩擦f ~ v，尽管强烈的波纹通常意味着硬机械粘滑f ~ log（v）。第二，显然无关的现象存在于外部强制纳米系统，是负的工作尾巴（“免费午餐”）的工作概率分布，尾巴的存在是必要的，以满足著名的Jarzynski非平衡统计力学平等的发生。在这里，我们证明了解析和数值模拟的原型经典过阻尼一维点滑块（普朗特汤姆林森）模型的存在或不存在的热球度是完全等同于满足或违反Jarzynski等式。这两种状态之间的分界，即贾津斯基对热致性的满足，以及对两者的违背，仅仅与每循环的总摩擦功分别低于或高于kT相一致。这个概念可以，适当的谨慎，扩展到更复杂的滑块，从而邀请交叉检查实验，如寻找免费午餐在冷离子滑动以及在强制蛋白质解旋，或者检查一个热致伸缩制度在拖动胶体单层。作为一个重要的副产品，我们推导出一个无参数的公式表示的线速度系数的摩擦耗散功率的热流体粘性制度，纠正以前的经验参数化的表达式。
2018-09-05 cond-mat.stat-mech
Deformed Jarzynski Equality
通常以$e^{-βΔF}=\langle e^{-βW}\rangle$形式书写的众所周知的Jarzynski等式提供了一种非平衡手段，用于基于非平衡功$W$的系综平均来测量在相同逆温度$β$下系统的自由能差$ΔF$。已知Jarzynski测量方案的精度由指数功的方差决定，表示为${\rm var}\left(e^{-βW}\right)$。然而，最近发现${\rm var}\left(e^{-βW}\right)$在经典和量子情况下都可以系统地发散。这种分歧必然会对Jarzynski等式的应用提出挑战，因为它可能会显著降低确定$ΔF$的效率。在这项工作中，我们提出了一个变形Jarzynski平等的经典和量子非平衡统计，在努力重用实验数据，已经遭受了发散${\rm var}\left(e^{-βW}\right)$。我们变形Jarzynski等式的主要特征是它连接了不同温度下的自由能，并且它仍然可以有效地工作，但要服从发散的${\rm var}\left(e^{-βW}\right)$。应用我们的变形Jarzynski等式的条件可以在实验和计算的情况下满足。如果是这样，那么就没有必要重新设计实验或模拟方法。此外，使用变形Jarzynski等式，我们解释了经典和量子工作波动的不同行为的情况下，一个时间相关的驱动谐振子动力学，并提供洞察经典和量子Jarzynski等式之间的本质性能差异…
2017-08-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Jarzynski equality for quantum stochastic maps
Jarzynski等式和相关的波动定理可以用公式表示为各种设置。这种等式最近被导出用于由单位量子操作描述的非幺正量子演化，即，对于完全正的，保迹映射，它保持最大混合状态。我们在这里分析一个更一般的情况下，任意量子操作有限系统，并得出相应的形式的Jarzynski等式。它包含一个修正项，由于量子映射的非幺正性。建立了该校正项的相对大小的界限，并将其应用于受到作用于有限维希尔伯特空间的量子信道的示例性系统。
2014-01-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Responses to applied forces and the Jarzynski equality in classical oscillator systems coupled to finite baths: An exactly solvable non-dissipative non-ergodic model
利用精确可解的经典Caldeira-Leggett（CL）模型研究了小开振子系统对外力的响应，其中谐振子（系统）与具有相同频率（$ω_n=ω_o$对$n=1$对$N$）的有限$N$体振子（浴）耦合.我们导出了系统在非平衡态下的位置、动量和能量以及外力所作功的精确表达式。详细研究了初始平衡态上物理量正则平均的解析方法，该方法比小系统模拟中常用的数值平均方法优越得多。计算得到的与有限熔池强耦合系统的能量是波动的但无耗散的。它已被证明，Jarzynski等式（JE）是有效的非耗散，非遍历开放的振子系统，无论施加的斜坡力的速率。
2011-06-28 cond-mat.stat-mech
Validity condition of the Jarzynski relation for a classical mechanical system
最近，Jarzynski提出了一个引人注目的热力学方程，该方程将任意非平衡过程中系统的自由能变化与系统所做的功联系起来，人们认为该方程与非平衡过程的详细性质无关。然而，我们在这里表明，Jarzynski方程不成立的绝热过程，除非相空间的扩展系统完成的绝热过程与该系统的最终平衡态相一致。只有当绝热过程不改变系统平衡相空间扩展所依赖的参数时，才能满足这个条件。
2005-10-05 cond-mat.stat-mech
Jarzynski equality and the second law of thermodynamics beyond the weak-coupling limit: The quantum Brownian oscillator
本文考虑了一个耦合到任意强度的水浴中的含时量子线性振子。然后，我们引入了广义Jarzynski等式（GJE），其中包括反映系统浴耦合的条款。这使我们能够系统地研究非平衡过程中耦合效应对线性振子的影响。这也与超出弱耦合极限的热力学第二定律有关。接下来我们考虑经典极限中的GJE。通过这种推广，我们表明，Jarzynski等式在其原始形式可以与第二定律，在量子和经典域，只有在消失的小耦合制度。
2014-02-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Supersymmetry and Nonequilibrium Work Relations
本文给出了具有随机动力学的空间相关场的非平衡功关系的场论证明。路径积分表示及其对称性使我们能够导出Jarzynski等式。此外，我们推导出一组确切的身份，推广的波动耗散关系，远离平衡的情况。这些恒等式易于实验验证。此外，我们表明，超对称性不变性的朗之万方程，这是打破时，外部潜在的时间依赖性，部分恢复的行动增加一项，这正是Jarzynski的工作。Jarzynski的等式也可以从这个超对称性推导出来
2008-02-01 cond-mat.stat-mech
The Jarzynski equality in van der Pol and Rayleigh oscillators
我们研究了van der Pol和Rayleigh振子中的Jarzynski等式（JE），这两个振子是典型的确定性非Hamilton模型，但由于它们在微观上是不可逆的，所以不期望严格满足JE。我们的模拟计算的贡献的工作$W$与持续时间$τ$施加的斜坡力表明，JE大约持有一个相当广泛的$τ$，包括$τ\rightarrow 0 $和$τ\rightarrow \infty$，除了$τ\sim T$，其中$T$表示在极限环的弛豫振荡的周期。的工作分布函数（WDF）被证明是非高斯的$U$形结构的强阻尼参数。通过我们的模拟得到的$R$ $(=- k_B T \ln<e^{-βW}>)$的$τ$依赖性是半定量地阐明与使用的一个简单的表达式的极限环振荡，其中括号$<\cdot>$表示的平均WDF。在自激振子中得到的结果与在Nosé-Hoover振子中JE成立的事实相反，Nosé-Hoover振子也属于确定性非Hamilton模型。
2011-11-23 cond-mat.stat-mech
A charged particle in a magnetic field - Jarzynski Equality
我们描述了一些可解模型，说明Jarzynski定理和相关的波动定理。考虑了二维简谐势阱中存在磁场的带电粒子。在第一种情况下，谐振势的中心以匀速平移，而在另一种情况下，粒子受到交流力。我们证明了Jarzynski恒等式补充了平衡经典系统中不存在抗磁性的Bohr-van Leeuwen定理。
2007-04-02 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Non-equilibrium dynamics of gene expression and the Jarzynski equality
为了在合适的时间表达特定的基因，基因的转录受到转录因子分子的存在和不存在的调节。随着转录因子浓度的不断变化，基因转录发生失衡。在本文中，我们讨论了一个简单的映射之间的动态模型的基因表达和随机系统驱动的平衡。使用这种映射，结果的非平衡统计力学，如Jarzynski平等和波动定理证明基因表达动态。该方法的应用包括从实验基因表达数据确定基因之间的调控相互作用。
2007-12-03 cond-mat.stat-mech q-bio.MN
Generalized Jarzynski Equality
Jarzynski等式将变化的哈密顿量对系统所做的功的负值的指数的平均值（每固定温度），初始在该温度下处于热平衡，等于该系统在该固定温度下的最终与初始平衡配分函数之比。因此，它涉及两个热平衡量子态。这里给出了一个将系统的任意两个量子态联系起来的推广。
2012-07-13 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Jarzynski equality for superconducting optical cavities: an alternative path to determine Helmholtz free energy
提出了一种超导腔模型，作为实验研究量子系统中所做功的一种方法。我们发现了一个简单的数学关系之间的自由能变化和可见度测量在量子腔的背景下。如果我们将时间$t_0$和$t_λ$（协议时间）的哈密顿量之差视为量子功，则Jarzynski等式成立，可见性可以用来确定对腔所做的功。
2019-01-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Classical open systems with nonlinear nonlocal dissipation and state-dependent diffusion: Dynamical responses and the Jarzynski equality
研究了具有非局部系统-浴耦合的广义Caldeira-Leggett模型描述的经典开放系统的动力学响应和Jarzynski等式。在导出的非马尔可夫Langevin方程中，产生乘性色噪声的非线性非局部耗散项和状态相关扩散项满足涨落-耗散关系。谐波振荡器系统的模拟结果表明：（a）系统$< x >$对所施加的正弦力和阶跃力的平均响应显著地取决于加性噪声和乘性噪声的幅值的模型参数以及色噪声的弛豫时间，尽管稳态边缘概率分布函数与它们无关，（b）非线性耗散和乘性有色噪声的组合效应对于所施加的正弦力引起增强的波动$< [x-< x>]^2 >$，以及（c）JE对于独立于模型参数的所施加的斜坡力成立，其功分布函数为（对称）高斯和非对称非高斯分别为加性和乘性噪声。结果表明，在局部和过阻尼极限下的非马尔可夫Langevin方程与广泛采用的乘性噪声下的唯象马尔可夫Langevin方程有很大的不同.
2011-11-11 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics based on incomplete information: Generalized Jarzynski equality with measurement errors with or without feedback
在涨落关系的推导中，以及在一般的随机热力学中，默认我们可以完美地测量系统，即，没有测量误差。我们在这里演示了一个驱动系统沉浸在一个单一的热浴，经典的Jarzynski等式$\langle e^{-β(W-ΔF)}\rangle = 1$持有，如何放松这个假设。基于一个类似于贝叶斯推断的一般测量模型，导出了测量功涨落关系的一般表达式，并研究了过阻尼布朗粒子和二能级系统的情况。然后，我们进一步推广我们的结果，并在我们的描述中纳入反馈。我们表明，并认为，如果测量误差是充分考虑的代理人谁控制和观察系统，标准Jarzynski佐川上田关系应制定不同。我们再次明确地证明了这一点的过阻尼布朗粒子和两个级别的系统中的测量工作的波动关系显着不同的佐川和上田引入的功效参数。相反，反馈控制下的广义波动关系，$\langle e^{-β(W-ΔF)-I}\rangle = 1$，只适用于一个超级观察者有完美的访问系统和检测器的自由度，独立于检测器是否产生一个嘈杂的测量记录，我们是否执行反馈。
2016-11-29 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium free energy estimation conditioned on measurement outcomes
Jarzynski等式是非平衡统计力学领域最有影响的结果之一。这个著名的等式允许从非平衡过程的功分布计算平衡自由能差。在实践中，由于需要对罕见事件进行采样，这种计算通常会收敛性差。在这里，我们检查，如果包括测量和反馈可以提高非平衡自由能计算的收敛性。使用Jarzynski等式的修改版本，其中保留具有给定结果的实现，而丢弃其他实现。我们发现，丢弃实现与不需要的结果可以导致改进的收敛相比，计算的基础上的Jarzynski平等。我们认为，所观察到的改进收敛是密切相关的贝内特的接受率方法，这是没有任何参考测量或反馈。
2017-08-21 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality and Irreversibility
利用唯象非平衡态热力学的方法，证明了Jarzynski等式只在可逆极限下成立，关于自由能和功的非平衡态不等式的结论是不可能的，因此是不允许的。
2013-07-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
