Theory for frequent measurements of spontaneous emissions in non-Markovian environment: beyond Lorentzian spectrum
量子轨道理论可以很好地描述具有光子自发发射的系统（如原子）的测量结果条件下的演化。在这项工作中，我们推广了相关的QT理论从无限宽带马尔可夫环境的情况下，有限带宽的非马尔可夫环境。特别地，我们推广了对任意谱的处理，这不受特定洛伦兹情形的限制。我们严格证明了由环境带宽和连续光子探测时间间隔共同定义的完美标度行为的普遍存在性。对于一对夫妇的例子，我们得到的分析结果，以方便QT模拟的基础上的Monte-Carlo算法。对于解析结果不可用的情况，提出了数值计算方案进行实际模拟。
2019-03-28 quant-ph
Hierarchical-environment-assisted non-Markovian and its effect on thermodynamic properties
我们考虑一个微观碰撞模型，即，量子系统与由辅助系统和储存器组成的分级环境相互作用。研究了系统与辅助系统、辅助系统与水库的耦合强度、系统与环境的初始相关性以及环境的相干性对系统非马尔可夫性的影响。然后，通过对系统熵变特别是具有记忆效应的热交换熵变的研究，揭示了非马尔可夫演化过程中熵变在正负之间变化的实质是由相干性决定的热流贡献。而系统与环境之间的信息流动总是伴随着能量的交换。
2020-10-26 quant-ph
Thermodynamic description of non-Markovian information flux of nonequilibrium open quantum systems
开放量子系统的一个基本问题是非马尔可夫性的分类和量化。在基于数量的非马尔可夫性测度的争论中，信息回流对非马尔可夫性的直观性引起了广泛的讨论。然而，对于一个给定的系统状态，要描述信息流并显示其与非马尔可夫性的联系并不容易。本文利用热力学和信息论的概念，讨论了静态环境下开放量子系统的信息流的一个可能定义。我们提出了一个简单的协议，以显示系统如何尝试与其环境共享信息，以及它如何建立系统与环境的相关性。我们还表明，从相关性返回的信息表征的非马尔可夫性和系统动力学的不可分割性的层次结构。
2018-01-23 quant-ph
Non-Markovianity through entropy-based quantum thermodynamics
我们引入了一种广义的方法来表征量子动力学映射的非马尔可夫性通过破坏的单调性的热力学函数。通过采用基于熵的量子热力学公式，我们利用热量和熵之间的关系，提出了一种基于单量子比特量子演化热流的非马尔科夫性度量。这种测度可以应用于不反转内能符号的么正动力学映射。在一定条件下，它也可以推广到其他热力学函数，如内能和功流。在这种情况下，热和量子相干性之间的自然联系可以被确定为既有单位又不相干的动力学映射。作为应用，我们探讨耗散和非耗散量子动力学过程，说明我们的热力学量词和良好建立的措施通过量子相干性定义之间的兼容性。
2023-03-27 quant-ph
Thermodynamic utility of Non-Markovianity from the perspective of resource interconversion
我们建立了各种量子操作的非马尔可夫性和负熵产生率之间的联系。我们结合纯度和热力学的资源理论分析了单位操作和热操作的几个方面。我们充分刻画Lindblad算子对应的酉运算。我们还描述了Lindblad动力学的一大类热操作。接下来，我们推广了非平衡情况下的熵产生率的定义，将其与系统自由能的变化率联系起来，并建立了非马尔可夫性和最大自由能损失之间的互补关系。我们自然地得出结论，在相应的允许操作下，可除性破缺方面的非马尔可夫性是其他资源（如纯度或自由能）回流的必要资源。
2019-04-26 quant-ph
Dynamically Emergent Quantum Thermodynamics: Non-Markovian Otto Cycle
本研究采用动态涌现量子热力学方法，基于Fano-Anderson模型与精确量子主方程分析非马尔可夫量子奥托循环，发现非马尔可夫浴可提升循环功输出与效率，且提升源于谱密度峰值频率区间内的重整化频率效应。
2023-08-18 quant-ph
Gauge Quantum Thermodynamics of Time-local non-Markovian Evolutions
研究时间局域非马尔可夫主方程的规范量子热力学，将电流和功率定义为过程依赖量，揭示对称变换对热力学量的影响，并证明量子热机效率受卡诺界限约束。
2023-07-31 quant-ph
The Trinity of Markovian Quantum Thermodynamics: Unifying the Axiomatic, Microscopic, and Operational Paradigms
Trinity College Dublin（都柏林三一学院）；Trinity Quantum Alliance（三一量子联盟）；University of Vienna（维也纳大学）；Heriot-Watt University（赫瑞瓦特大学）
研究马尔可夫量子热力学中三种范式的关系，通过证明满足特定条件的热林德布拉德算符在三种范式下的等价性统一现有方法，还给出微观协议模拟热马尔可夫过程并通过实例说明适用性，为其建立统一基础。
2026-07-20 quant-ph
Impact of non-Markovian evolution on characterizations of quantum thermodynamics
本文研究非马尔可夫演化对量子热力学特征的影响，利用几何和物理性质度量计算量子速度极限时间，揭示其对量子电池再充电过程及放电-充电循环的影响。
2023-07-06 quant-ph
Thermodynamics of non-Markovian reservoirs and heat engines
我们发现，非马尔可夫效应的水库可以作为一种资源，从奥托循环提取工作。非马尔可夫动力学下的状态转换是通过两步过程实现的，即使用马尔可夫库的等温过程和随后的绝热过程。从热力学第二定律，我们表明，从状态下准备的非马尔可夫动力学的最大量的可提取的工作量化的一个下界的非马尔可夫。我们用一个明确的非马尔可夫进化的例子来说明我们的想法。
2018-06-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
A thermodynamically consistent Markovian master equation beyond the secular approximation
当环境的记忆效应可以忽略时，马尔可夫主方程为描述开放量子系统提供了一个通用的工具。由于这些方程是近似性质的，当在它们的推导中没有进行长期近似时，它们常常不遵守热力学热力学定律。在这里，我们引入了一个马尔可夫主方程，是一致的，并提供了一个准确的描述时，记忆效应可以忽略不计。热力学的一致性是通过一个重新缩放的哈密顿热力学簿记，利用马尔可夫描述意味着一个有限的热分辨率的事实。我们的研究结果，使一个物理一致的描述各种系统的长期近似打破。
2021-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonequilibrium Quantum Thermodynamics in Non-Markovian Adiabatic Speedup
如果要构建可靠的量子设备，了解量子系统与其环境之间的热传递无疑具有重要意义。本文研究了绝热加速过程中非马尔可夫开放系统中系统与熔池之间的传热。利用量子态扩散方程方法，计算了系统在自由演化过程中和系统受外界控制时的热流、能流和功率。虽然热流随着系统-浴耦合强度和浴温度的增加而增加，但它可以受到浴的非马尔可夫性质的限制。在没有脉冲控制的情况下，热流几乎等于能流。另一方面，在脉冲控制下，能量电流几乎等于功率。在这种情况下，我们表明，非Markovianity是一个有用的工具，通过近似绝热动力学驱动系统，在整个演化过程中，脉冲控制作用于热流和功率之间的转换。
2021-07-27 quant-ph
Non-Markovian and Thermodynamic Signatures in the Classicality Assessment via Kolmogorov Consistency
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Universität Siegen（锡根大学）
本文通过Kolmogorov一致性条件揭示了非马尔可夫性和热力学特征在经典性评估中的关联，建立了经典与量子动力学的边界，并提供了开放量子系统中量子性的统一框架。
2026-01-03 quant-ph
Trade-off between coherence and heat in a non-Markovian dephasing dynamics
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）
研究非马尔可夫去相位动力学中相干性与热量的关系，通过两点测量方法发现热量与相干性在时间上相互交织，相干性衰减时热量增加，复原时热量减少。
2026-03-28 quant-ph
Strong Coupling Quantum Thermodynamics far away from Equilibrium: Non-Markovian Transient Quantum Heat and Work
本文研究了远离平衡态的混合量子系统的强耦合量子热力学。实验上实现了金刚石中NV心在外部驱动下的强耦合杂化系统。我们应用最近发展起来的量子热力学重整化理论研究了这个混杂系统中的瞬态量子热和功。我们发现，系统的耗散和涨落动力学诱导的瞬态量子热流，涉及显着的非马尔可夫效应。另一方面，能量重整化和外部驱动诱导量子功功率。驱动诱导的功功率也表现出非马尔可夫效应，这是由于腔的非马尔可夫动力学的反馈，由于它与自旋系综的强耦合。
2022-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermodynamic incompleteness of state dynamics in Markovian transport
Infplane Computing Technologies Ltd（英方计算科技有限公司）
研究揭示了马尔可夫传输中状态动力学的热力学不完整性，指出即使状态主方程固定了occupation概率、稳态响应和弛豫，仍需明确底层跃迁如何分配到库和能量滤波器。
2026-05-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Violation of the thermodynamic uncertainty relation in quantum collisional models
本研究在量子碰撞模型中研究热力学不确定性关系（TUR）的违反，考虑马尔可夫与非马尔可夫动力学，发现TUR违反存在稳态与瞬态两种区域，且非马尔可夫性类型和程度显著影响违反强度。
2025-08-06 quant-ph
Multiparty Spohn's theorem for a combination of local Markovian and non-Markovian quantum dynamics
本研究将量子主方程扩展到多体系统连接混合马尔可夫与非马尔可夫热库的情形，修正Spohn定理，提供非马尔可夫性见证与量化指标，并揭示非马尔可夫效应在初始时刻显著而长期由马尔可夫主导。
2024-07-22 quant-ph
Coarse-graining in the derivation of Markovian master equations and its significance in quantum thermodynamics
粗粒化的方法来推导量子马尔可夫主方程重新审视，密切关注的基本近似。它进一步认为，时间间隔进行粗粒化是一个自由参数，可以给出一个基于物理测量的解释。在不同温度的水库的复合系统的阻尼的情况下，目前非常感兴趣的量子热机器的研究方面的有效性的“本地”和“全球”形式的这些方程，耦合的子系统导致一个进一步的时间尺度，相对于粗粒度的时间间隔可以选择。不同的选择导致不同的主方程，对应于局部和整体形式。这些可以被理解为基于粗粒化的作用具有不同的物理解释，以及应用中的不同限制。
2017-12-03 quant-ph
Markovian Master Equation and Thermodynamics of Two-level System in Strong Laser Field
将弱耦合极限与Floquet形式相结合的方法应用于强激光场驱动下与热浴弱耦合的二能级原子模型。首先讨论了零温下单个电磁浴的情况，推导了共振荧光公式。该表达式描述了著名的莫洛三重态，但其细节不同于基于额外简化假设的标准三重态。第二个例子描述了两个热储层的情况：在有限温度下的电磁一个和第二个失相一个，它可以实现为声子或缓冲气体储层。它示出使用开发的apricical方法，后者系统可以工作在两个制度取决于失谐的迹象：一个热泵从移相水库的电磁浴运输热量或可以加热两者，总是在由激光场提供的工作的费用。
2013-02-05 quant-ph
Formulations of Quantum Thermodynamics and Applications in Open Systems
本文提出基于ergotropy的热力学表述，通过热量与von Neumann熵的直接联系，更准确地测量非马尔可夫性，并保持非平衡温度非负。
2025-11-30 quant-ph
Non-equilibrium thermodynamics approach to open quantum systems
结合最大信息熵原理和弛豫时间层次假设，从理论的角度研究了开放量子系统。统一的结果是一个非马尔可夫和本地的时间主方程，提供了一个直接联系的动力学和数学性质的开放量子系统。通过将该方法应用于阻尼谐振子和阻尼驱动二能级系统，得到了非马尔可夫和非平衡熵和逆温度的解析表达式，说明了该方法的强大功能。
2014-11-11 quant-ph
Possibility of the total thermodynamic entropy production rate of a finite-sized isolated quantum system to be negative for the Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad-type Markovian dynamics of its subsystem
研究了孤立量子系统的热力学总熵产生率。特别是，我们考虑了一个量子模型的耦合谐振子在一个星配置，其中一个中心谐振子（系统）耦合到一个有限数量的周围谐振子（浴）。在这个模型中，当整个系统的初始状态由系统和浴的吉布斯态的张量积给出时，每个谐振子总是处于温度依赖于时间的吉布斯态。这使我们能够定义每个谐振子的含时热力学熵和总的非平衡热力学熵作为它们的总和。我们分析确认，总热力学熵满足热力学第三定律。我们的数值解表明，即使当系统的动力学很好地近似的Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad（GKSL）型马尔可夫主方程，总热力学熵产生率可以是负的，而总热力学熵满足热力学第二定律。这一结果是对一般认为系统在GKSL型马尔可夫动力学下总熵产生率非负的一个反例。
2021-05-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamics of continuous non-Markovian feedback control
反馈控制机制在科学技术中无处不在，在调节物理、生物和工程系统中发挥着重要作用。标准的热力学第二定律在测量和反馈存在的情况下不成立。到目前为止，大多数研究都扩展了离散，马尔可夫反馈协议的第二定律，然而，非马尔可夫反馈是无所不在的过程中，控制信号施加一个不可忽略的延迟。在这里，我们实验研究的热力学连续，时间延迟反馈控制使用的光悬浮，欠阻尼微粒的运动。我们测试的有效性，广义第二定律的界限从系统中提取的能量和研究的故障反馈冷却非常大的时间延迟。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Strong coupling non-Markovian quantum thermodynamics of a finite-bath system
本文通过精确求解中心自旋与自旋浴的强耦合非马尔可夫模型，计算了功、热、熵产生等量子热力学量，并发现自旋浴可作为量子电池的充电器。
2025-08-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian Open Quantum Systems
我们构建了一个非马尔可夫规范的动态映射，占系统与环境相关。研究了非完全正映射的物理意义，得到了非马尔可夫量子动力学理论。建立了逆映射和与环境的相关性之间的关系。从超越Kossakowski-LindbladMarkovian主方程的正则动力学映射导出了广义非Markovian主方程。非平衡态量子热力学可以在这个理论中进行研究。
2008-05-22 quant-ph
Thermalization in Spatially Extended Open Quantum Systems: Local versus Global Markovian Evolution
Max Planck Institute for Multidisciplinary Sciences（马克斯·普朗克多学科科学研究所）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）；Universidad de Chile（智利大学）
研究通过重复碰撞模型耦合到热库的量子比特链的动力学，揭示局域Lindblad方程在短时间保持局域性的同时实现热力学一致性，并阐明其与全局Lindblad方程及常见局域耗散模型之间的交叉关系。
2026-05-25 quant-ph
Thermodynamics of Precision in Markovian Open Quantum Dynamics
热力学和动力学的不确定性关系表明之间的权衡的相对波动的观测量和热力学量，如耗散和动力学活动。虽然这些关系在经典系统中已经得到了很好的研究，但在量子领域中仍然没有得到很大的探索。在本文中，我们研究了马尔可夫开放量子系统的这种权衡关系，其潜在的动力学是量子跳跃，如热过程和量子测量过程。具体来说，我们推导出有限时间的下限的相对波动的动力学观测值和他们的第一次通过时间为任意的初始状态。该界表明，观测量的精度不仅受热力学量的约束，而且受量子相干性的约束。我们发现，在一类非简并能级系统的耗散过程中，相对涨落与熵产生或动力学活动的乘积被量子相干性增强。我们的研究结果提供了深入了解的生存经典的量子情况下的不确定性关系。
2022-04-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamics and quantum Zeno effect for a qubit in either a low- or high-frequency bath: A non-markovian approach beyond the rotating-wave approximation
我们使用非马尔可夫方法来研究量子比特在低频或高频浴中的退相干动力学。这种方法是基于一个单一的变换，并不需要的驻波近似。我们发现，对于低频噪声，浴向更高的能量（蓝移），而普通的高频截止欧姆浴向更低的能量（红移）的量子比特的能量移动。为了保持量子比特的相干性，我们还研究了两种情况下的量子芝诺效应：低频和高频浴。对于非常频繁的投影测量，低频浴引起量子比特上的量子反芝诺效应。在考虑反转项后，量子芝诺效应只发生在高频截止欧姆浴中。对于高频环境，与低频浴情况相比，衰减速率应该更快（没有频繁测量）或更慢（在Zeno状态下，频繁测量）。我们在这里的结果的实验实现可以区分浴的类型（低频或高频），并通过调制其环境的主频率来保护量子位的相干性。
2010-04-13 quant-ph
Quantum thermodynamics, quantum correlations and quantum coherence in accelerating Unruh-DeWitt detectors in both steady and dynamical state
Mohammed V University in Rabat（拉巴特穆罕默德五世大学）；Prince Sattam bin Abdulaziz University（沙特王子萨塔姆·本·阿卜杜勒阿齐兹大学）；Ibnou Zohr University（伊本祖海尔大学）；Al-Ahliyya Amman University（安曼阿赫利耶大学）；King Khalid University（国王哈立德国立大学）
研究Unruh-DeWitt探测器模型中量子热力学、量子关联和量子相干性的相互作用，分析马尔可夫和非马尔可夫环境下的资源演化，揭示非马尔可夫动力学可增强量子关联保持并提高量子热机效率。
2026-06-11 quant-ph
Thermal recall: Memory-assisted Markovian thermal processes
该研究提出记忆辅助马尔可夫热过程的资源理论框架，通过带热平衡记忆的两能级热化序列协议逼近热操作的非相干态跃迁，证明其收敛性并量化记忆效应，为弥合量子热力学两种动力学路径提供方法。
2023-10-07 quant-ph
Capacity of non-Markovianity to boost the efficiency of molecular switches
热力学的量子资源理论公式为研究物理过程效率的基本限制提供了一个通用的工具，独立于控制其动力学的微观细节。尽管在纳米尺度的开放量子系统中普遍存在非马尔可夫动力学，但尚未报道它们对生物分子水平的量子动力学过程的效率的有益影响的严格证明。在这里，我们结合资源理论的无热性与概念的理论的可分类的量子信道，证明记忆效应可以提高光异构化的效率的水平，是不能实现的纯热马尔可夫（即无记忆）的演变。这提供了严格的证据，证明记忆效应可以为生物量子动力学提供资源，更一般地说，可以为纳米级的量子热力学提供资源。
2022-01-24 quant-ph
Non-Markovian quantum thermodynamics: laws and fluctuation theorems
这项工作汇集了凯尔迪什非平衡量子理论和热力学，通过显示，一个实时的图解技术是一个等价的随机热力学的非马尔可夫量子机（热机，冰箱等）。对称性之间的量子轨道和他们的时间反转Keldysh轮廓，任何相互作用的量子系统耦合到理想的电子，声子或光子的水库。这些导致量子涨落定理相同的著名的经典的（Jarzynski和Crooks等式，积分涨落定理等），无论系统的动力学是马尔可夫或不。其中一些也被证明持有非因式分解的初始状态。顺序隧道近似和cotunnelling近似都示出尊重的对称性，确保波动定理。对于所有初始状态，能量守恒确保热力学热力学第一定律平均成立，而上述对称性确保热力学第二定律平均成立，即使波动违反它。
2021-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Discrete and Continuous Wigner Functions in Open Quantum Systems: Non-Markovian and Thermodynamic Effects
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度海德拉巴理工学院）
本论文利用离散维格纳函数框架研究有限维量子系统中非经典资源的识别、表征与保护，重点分析非马尔可夫噪声下负性量子态的演化、保护策略及其在量子隐形传态和纠缠度量中的优势。
2026-05-28 quant-ph
Quantum transfer through a non-Markovian environment under frequent measurements and Zeno effect
我们研究的过渡的颗粒之间的两个井，由一个水库，在该颗粒在水库中没有检测到的条件下，分离。传统的量子轨道理论预测，这种无结果的连续测量不会影响这些跃迁。我们证明，它只适用于马尔可夫水库（无限带宽$Λ$）。在有限$Λ$的情况下，粒子的阱间跃迁的概率是比率$Λ/ν$的函数，其中$ν$是测量的频率。这个比例告诉我们，在极限$ν\to\infty$中，测量冻结了初始状态（量子芝诺效应），而对于$Λ\to\infty$，它不影响粒子穿过储存器的跃迁。的缩放证明解析推导出一个简单的公式，它显示两个政权，芝诺效应和没有芝诺效应。它也支持一个简单的解释芝诺效应完全在能量-时间的不确定性关系，没有明确使用的投影假设。我们的预测的实验测试进行了讨论。
2014-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exploring Non-Markovianity in Ergodic Channels: Measuring Memory Retention through Ergotropy
本文定义并分析具有唯一不动点的量子遍历信道，利用 ergotropy 回流指示非马尔可夫记忆效应，并揭示其在开放量子系统热力学与量子电池中的意义。
2025-03-15 quant-ph
Employing Non-Markovian effects to improve the performance of a quantum Otto refrigerator
将量子热力学扩展到超出标准热力学设置的情况，是其发展的一个重要而有趣的方面。一种这样的情况是结构化的环境，诱导非马尔可夫动力学的热力学后果的分析。我们研究了一种量子奥托制冷机，其中标准的马尔可夫冷库被一个特定的工程冷库所取代，这可能会导致量子制冷系统的马尔可夫或非马尔可夫动力学。通过改变制冷剂和储液器之间的耦合，可以互换这两种动态状态。非马尔可夫效应的增加将与耦合强度的增加有关，这反过来将使存储在相互作用哈密顿量中的能量，即相互作用能，变得越来越相关。我们展示了品质因数，性能系数和冷却功率，改变不可忽略的相互作用能，讨论如何忽略这种影响将导致高估的冰箱性能。最后，我们还考虑了一个自旋量子制冷机的数值模拟实验可行的参数，以更好地说明非马尔可夫效应引起的工程冷库。我们认为，一个温和的非马尔可夫动力学表现得更好，无论是一个马尔可夫或一个强大的非马尔可夫制度的运作。
2020-07-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Macroscopically deterministic, Markovian thermalization in finite quantum spin systems
非平衡态热力学的一个关键特征是粗糙可观测量的马尔可夫确定性弛豫，例如两个宏观物体之间的温度差，它几乎独立于初始状态的所有细节。我们证明了对于给定的磁化差，中等大小的自旋1/2系统的幺正动力学可以产生相同类型的弛豫动力学。这一观察可能有助于理解封闭量子系统中热力学的出现。
2014-04-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Strong Coupling and non-Markovian Effects in the Statistical Notion of Temperature
我们调查的出现温度$T$的系统加水库的范例从基本的微正则的情况下，在总固定能量$E$，相反，规范的方法，$T=T(E)$是不是一个控制参数，但派生的辅助概念。正如Schwinger在子系统之间弱耦合$γ$的情况下所示，$T(E)$从鞍点分析中出现，导致系综等价，直到定义热力学极限的粒子数$N$的修正${\cal O}(1/\sqrt{N})$。通过扩展这些想法有限$γ$，同时保持$N\to \infty$，我们提供了一个一致的概括温度$T(E,γ)$在强耦合系统中，我们说明了它的主要特点的特定模型的量子布朗运动，它导致一致的微正则热力学。有趣的是，虽然该$T(E,γ)$是总能量$E$的单调递增函数，但其与$γ$的依赖性是在基态能量附近明显可见的纯量子效应，并且对于大能量，马尔可夫和非马尔可夫制度不同。
2019-06-28 quant-ph
Hierarchy of Non-Markovianity and $k$-divisibility phase diagram of Quantum Processes in Open Systems
近年来，人们致力于构造一个合适的量子非马尔可夫性测度。然而，这些建议的措施被证明是在不同的情况下的差异。本文利用$k$ -正映射的理论，推广了$k$ -整除性的一个层次，并发展了一个强有力的工具，称为$k$ -整除性相图，它可以提供对量子非马尔可夫性质的进一步理解.通过对相图的几种范式的探讨，可以解释两种常用测度之间差异的根源，并找到两种测度一致的条件。
2017-07-31 quant-ph
Nonequilibrium thermodynamics in the strong coupling and non-Markovian regime based on a reaction coordinate mapping
本文提出了一种超越弱耦合和马尔可夫近似的研究小系统热力学行为的方法。我们的想法是重新定义的系统和环境，使有效的，重新定义的系统再次弱耦合到马尔可夫剩余浴，因此，允许导出一个一致的热力学框架，这个新的系统环境分区。为了实现这一目标，我们利用的反应坐标映射，这是一个通用的方法，在这个意义上说，它可以应用于一个任意的（量子或经典，甚至时间依赖）系统线性耦合到一个任意数量的谐振子水库。该方法的核心依赖于对环境的一部分（反应坐标）的适当识别，其随后被包括为系统的一部分。我们证明了这一概念的力量，表明非马尔可夫效应可以显着提高稳态效率的三能级微波激射器热机，即使在制度的弱系统浴耦合。此外，我们表明，我们的方法允许一个单电子晶体管耦合到振动证明主方程中的极化子变换参考系。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Thermodynamic Force and Flow
为什么量子演化会发生，为什么它们会在某些点停止？在经典热力学中，引入亲和力来预测不可逆过程的进行方向。本文找到了经典亲和势的量子力学对应，证明了量子形式的亲和势可以预测过程的发展方向。利用热作用下能量与非相干态相互转换的量子亲合势，导出了一个新的热力学第二定律。我们还将看到，量子亲和力可以作为一种力量，在马尔可夫和非马尔可夫演化中驱动信息的流动和回流。最后，我们证明了量子相干性的速率可以解释为总热力学力和流的纯量子力学贡献。因此，从热力学的角度来看，任何来自外部的与系统的相互作用或对系统的任何测量都可以用量子亲和力来表示。
2018-12-09 quant-ph
Force-current structure in Markovian open quantum systems and its applications: geometric housekeeping-excess decomposition and thermodynamic trade-off relations
本文提出开放量子系统中力与流的反厄米算子结构，证明熵产生率由其乘积给出，并扩展了随机热力学的几何分解与热力学权衡关系。
2025-03-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum non-Markovianity, quantum coherence and extractable work in a general quantum process
本文研究一般开放量子过程中可提取功的演化，推导出统一热力学第一、第二定律的基本方程，并将可提取功变化与量子非马尔可夫性和量子相干性直接关联，从而揭示量子效应对可提取功的影响。
2024-01-16 quant-ph
Non-Markovianity and negative entropy production rates
熵产生在非平衡态热力学中起着重要的作用，它可以量化开放系统的不可逆性。它的积极性，可以确保为广泛的一类设置，但熵产生率有时可以成为负的。这通常被视为非马尔可夫动力学的指标。我们通过展示在哪些条件下负熵产生率意味着非马尔可夫动力学以及何时不意味着非马尔可夫动力学来精确地建立这种联系。这是建立在一个统一的语言中的两个设置：（i）从一个粗粒度的描述与一个单一的热浴由马尔可夫主方程描述的系统所产生的动力学和（ii）经典的哈密顿动力学的驱动系统，这是任意强烈耦合到一个单一的热浴。后一结果的量子版本不成立，尽管事实上，综合热力学描述是正式等同于经典的情况下。非马尔可夫动力系统的瞬时定态是本文研究的重要内容。我们的主要贡献是提供了一个一致的理论框架来研究有限时间热力学的一大类动力学与其非马尔可夫性的精确链接。
2018-11-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Impact of non-Markovian quantum Brownian motion on quantum batteries
该研究提出基于量子布朗运动的量子电池模型，分析浴温、系统-环境耦合对电池充放电的影响，揭示非马尔可夫演化与充电过程的关联，为量子电池性能优化提供理论依据。
2024-01-29 quant-ph
Thermodynamical Control by Frequent Quantum Measurements
大"浴池“和小系统之间的热流使它们逐渐接近热平衡，同时增加它们的熵。偏离这一趋势的波动涉及一小部分与浴相互作用的系统的统计系综：在这方面，量子和经典热力学是一致的。它们之间会有巨大的差异吗？在这里，我们解决一个明显的量子力学设置，显示这样的差异：两个能级系统（TLS）和浴之间的热平衡的扰动频繁和简短的量子（非破坏）测量的TLS能量状态。如果测量的频率足够频繁，可以诱导芝诺或反芝诺状态，即TLS弛豫的减速或加速，那么系统和浴的熵和温度与无记忆浴的标准物理规则所预期的完全无关。这些异常的实际优势是可以非常快速地控制热和熵，使量子系统的冷却和状态纯化比它们的热平衡时间快得多。
2008-04-14 quant-ph
Work extraction via quantum nondemolition measurements of qubits in cavities: Non-Markovian effects
我们表明，频繁的nondestruction测量的量子系统沉浸在一个热浴允许提取工作在一个封闭的循环系统浴相互作用（相关）的能量，迄今未开发的工作资源。即使没有收集信息或浴槽处于零温度，只要循环在浴槽记忆时间内，它也允许工作。预测的工作资源可能是嵌入在具有长记忆时间的浴槽中的量子引擎的基础，例如耦合到两能级系统的高Q腔的电磁浴槽。
2013-08-16 quant-ph
Markovian heat engine boosted by quantum coherence
Centre for Bioinformatics and Photonics—CIBioFi（生物信息学与光子学中心）；Departamento de Física, Universidad del Valle（国立谷大学物理系）；Department of Physics, University of Oslo（奥斯陆大学物理系）
该研究通过量子相干性提升单量子比特马尔可夫热机效率，利用振幅阻尼增强工作输出，同时通过违反莱格特-格尔温不等式证明其非经典性质。
2026-03-06 quant-ph
Two-Qubit Spin-Boson Model in the Strong Coupling Regime: Coherence, Non-Markovianity, and Quantum Thermodynamics
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦浦尔理工学院）
研究双量子自旋-玻色子模型在强耦合下的相干性、非马尔可夫性和量子热力学特性，通过HEOM和RCM方法分析耦合特性及熵产计算。
2026-01-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic process behind nonlinear thermodynamic quantum master equation
我们提出了一个Hilbert空间中的分段确定性马尔可夫跳跃过程，使得这个随机过程的协方差矩阵解热力学量子主方程。所提出的随机过程特别简单，因为希尔伯特空间中的向量的归一化仅平均保留。由于热力学主方程的非线性，随机轨道的构建涉及作为运行系综平均的密度矩阵。我们确定的原则，细致平衡和波动耗散关系，我们的马尔可夫跳跃过程。
2010-05-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Comment on " Second Law of Thermodynamics without Einstein Relation'', arXiv:2405.17142
本文评论指出单一类温度变量不足以构建非平衡马尔可夫开放系统的热力学形式体系，并重新审视第二定律及局部温度概念，通过示例阐明其不足。
2025-03-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Using non-Markovian measures to evaluate quantum master equations for photosynthesis
当处理开放量子系统中的系统-储库相互作用时，例如光合捕光复合物，通常进行近似以获得系统的动力学。一个问题立刻出现了：这些近似值有多好，我们可以用什么方法来评估它们？在这里，我们建议使用纠缠和非马尔可夫度量作为近似方法与精确结果偏差的基准。我们采用两种常用的扰动，但非马尔可夫近似的光合二聚体模型，并比较其结果与数值精确的运动方程（HEOM）。这使我们能够探索纠缠和非马尔可夫度量，以揭示近似如何高估或低估记忆效应和量子相干性。此外，我们表明，近似和精确的结果表明，非Markonivity可以，反直觉，随着温度的增加，并与环境的耦合。
2015-03-09 quant-ph
Non-Markovian environment induced chaos in optomechanical system
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics (Fuzhou University)（福建量子信息与量子光学重点实验室（福州大学））；Department of Physics, Fuzhou University（福州大学物理系）
本文揭示了非马尔可夫环境通过时间域卷积诱导非线性反馈，从而在光学机械系统中产生混沌行为，并验证了环境参数对混沌生成的重要性。
2026-02-17 quant-ph
