Stochastic thermodynamics of a quantum dot coupled to a finite-size reservoir
本文针对与有限尺寸热库耦合的单能级量子点，基于涨落定理建立随机热力学框架，确定热力学自洽的熵产生，并分析了有限尺寸热库西拉德发动机的功产生。
2024-04-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamics of adiabatic quantum pumping in quantum dots
本研究针对单能级量子点的绝热量子泵浦问题，利用绝热展开建立自洽热力学描述，计算相关热力学量并与输运性质对比，发现电荷量子化极限下熵产生率为零、耗散功率量子化的规律。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic thermodynamics of an electron-spin-resonance quantum dot system
我们提出了一个随机热力学分析的电子自旋共振泵量子点设备在库仑阻塞制度，其中产生一个纯自旋电流没有伴随的净电荷电流。基于超越久期近似的广义量子主方程，在Floquet基中用有效平均自旋来解释量子相干性。优雅地，这个有效自旋经历了一个关于有效磁场的进动，这源于非久期处理和能量重整化。结果表明，有效自旋和有效磁场之间的相互作用在能量输运和不可逆熵产生中起着主导作用。在平稳极限下，利用计数统计理论建立了能量和熵的平衡关系。
2019-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Minimally dissipative information erasure in a quantum dot via thermodynamic length
在这项工作中，我们探索使用热力学长度，以提高实验协议的性能。特别是，我们实现了兰道尔擦除的驱动电子在半导体量子点的水平，并比较了标准的协议，其中的能量是线性增加的时间与一个来自几何优化。后者是通过选择一个合适的度量结构，其测地线对应于最佳的有限时间热力学协议在慢驱动制度。我们的实验表明，测地线驱动最大限度地减少耗散缓慢的协议，一个更大的改进，因为一个接近完美的擦除。此外，几何方法还导致更小的耗散，即使当方案的时间变得与系统的平衡时间尺度相当时，即，远离慢行模式我们的研究结果还说明，在一个单电子设备中，热力学几何的基本原则：最佳的有限时间热力学协议是那些具有恒定的耗散率沿过程。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Thermodynamics with Degenerate Eigenstate Coherences
当系统呈现简并时，我们建立了弱耦合到其库的开放量子系统的量子热力学。推导出热力学第一和第二定律，以及机械功、能量和物质流的有限时间涨落定理。利用双量子点结模型，局域本征基相干性在热力学和电子计数统计中起着至关重要的作用。
2016-10-29 cond-mat.stat-mech
A Universal Thermodynamic Inequality: Scaling Relations Between Current, Activity, and Entropy Production
本文提出一个普适热力学不等式，将非平衡系统的净速度、熵产生率与动力学活性联系起来，并引入无量纲比率统一离散与连续随机热力学，为纳米机器和活性系统的输运效率提供实验约束。
2025-08-22 cond-mat.stat-mech
Thermoelectric efficiency at maximum power in a quantum dot
我们确定的纳米热电发动机的最大功率的操作条件，包括一个单一的量子级嵌入在两个引线之间，在不同的温度和化学势。相应的热力学效率与Curzon-Ahlborn表达式一致，直到梯度中的二次项，支持超越线性响应的普遍性的论点。
2008-08-01 cond-mat.stat-mech
Broadband frequency filters with quantum dot chains
具有矩形传输的双端电子输运系统可能违反标准的热力学不确定性关系。这是可能的超出线性响应制度和参数是不可访问的速率方程服从详细平衡。波动定理对称性单独产生的宽松边界仍然受到尊重。我们证明，最佳的有限尺寸的量子点链可以实现高精度的矩形传输函数，并讨论了由此产生的违反标准的热力学不确定性关系以及热机性能。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Quantum fluctuations in superconducting dots at finite temperature
我们研究了在有限温度下，能级间距$δ$与配对关联能$T \gsim δ$相当或更小的超小金属晶粒的热力学。我们描述了一种方法，它允许找到量子校正的经典波动的影响。我们目前的结果在有序的晶粒和重入奇数磁化率无序晶粒的热力学量。
2000-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Graph theoretic analysis of three-terminal quantum dot thermocouples: Onsager relations and spin-thermoelectric effects
提出由两个强耦合量子点组成的三端量子热电偶模型，利用微观Hamiltonian和Lindblad主方程映射量子跃迁网络，通过代数图论恢复不可逆热力学定律，揭示Onsager互易性等关系源于网络内循环流轨迹性质。
2024-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamically Optimal Information Gain in Finite Time Measurement
该研究针对信息处理器件速度与成本的权衡问题，基于最优输运理论推导了有限时间测量获取信息的热力学成本可达界，找到了显式最优协议并验证其可通过量子点装置近似实现，为高速低能耗信息处理提供设计原则。
2024-05-15 cond-mat.stat-mech
Cooling by Heating: Restoration of the Third Law of Thermodynamics
我们已经对Cleuren等人在Phys.Rev，Lett.108，120603（2012）中提出的最近的量子冰箱模型进行了简单而自然的修改。最初的模型由两个金属引线组成，充当热浴，以及一组量子点，允许在浴之间进行电子输运。它被证明违反了热力学第三定律（不可达性原理，即在有限时间内冷却到绝对零度是不可能的），但考虑到金属中有限的能级间距，我们恢复了第三定律，同时保持了原始模型的所有热力学性质。
2015-11-19 cond-mat.stat-mech
Transport and thermodynamics in quantum junctions: A scattering approach
本文提出了一种研究与热环境强耦合的量子系统输运和热力学的散射方法。这种形式主义恢复了标准的非平衡格林函数的量子输运表达式，并再现最近获得的结果缓慢驱动系统的量子热力学。使用这种方法，已经获得了新的结果。首先，我们导出了多个无限大液池通过一般相互作用耦合的非平衡稳态密度矩阵的一般显式表达式。然后，我们得到了一个一般的表达式驱动的非相互作用的共振能级的驱动速度的一阶，其中的点能级和它的耦合都是变化的，没有调用宽带近似。此外，我们还表明，系统浴相互作用的对称分裂，用于耦合到一个浴的系统的情况下，以确定有效的系统哈密顿量[Phys. Rev. B 93，115318（2016）]也适用于多浴的情况。最后，我们证明了我们的方法的等效性的Landauer-Buttiker形式主义和它的扩展到缓慢驱动的系统开发的冯Oppen和同事[物理。120，107701（2018）]。为了证明使用这种形式主义，我们分析了操作的设备，其中点驱动两个引线之间的强耦合条件下循环。我们还推广了以前得到的表达式熵产生在这样的驱动过程中的许多浴的情况下。
2020-03-18 cond-mat.stat-mech
Finite-time thermodynamic uncertainty relation do not hold for discrete-time Markov process
热力学不确定性关系的离散时间对应物（P.Pietzonka等人，arXiv：1702.07699（2017））。我们通过构造一个具体的反例来证明这种关系并不成立。我们的发现表明，有限时间区间热力学测不准关系的证明，如果是真的，应该强烈依赖于时间是连续的这一事实。
2017-06-03 cond-mat.stat-mech
Low-Temperature Thermodynamics of Finite and Discrete Quantum Quartic Oscillator in One-Dimension
这篇论文由于与实验不一致而被第一作者撤回。
2008-02-07 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of Quantum Coupled Transport
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本文研究了量子点中耦合传输的热力学行为，揭示了逆电流现象及热电效应的产生机制。
2026-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Role of electron-electron interaction in the Mpemba effect in quantum dots
本文研究单能级量子点耦合热库系统中的姆潘巴效应，揭示电子-电子相互作用的符号和大小对效应出现的关键作用，并利用费米子对偶性分析衰减模式，推导出基于非平衡自由能和量子点能量的判据，同时提出实验观测方案。
2025-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of the polaron master equation at finite bias
研究了双量子点中的相干输运。它的两个电子引线诱导电子物质和能量传输，声子库有助于进一步的能量交换。通过微扰处理系统的铅耦合，而振动的耦合处理非微扰的极化子变换框架中，我们推导出一个热力学一致的低维主方程。当声子模的数量有限时，只有当它们对称地耦合到两个量子点时，马尔可夫描述才是可能的。然而，对于连续的声子模式，也可以用马尔可夫主方程描述非对称耦合。我们计算了电子流和退相速率。电子电流使声子频率的传输光谱，并显示弗兰克-康登封锁的签名。对于无限的外部偏压，但有限的隧穿带宽，我们发现振荡的电流作为内部偏压的函数，由于电子-声子耦合。进一步导出了系统的全涨落定理，并证明了它与系统熵产生的一致性。
2015-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Conservative Join with memory in token-based Brownian circuits and its thermodynamic cost
本研究提出带一位记忆双量子点的CJoin理论实现方案及周期性复位协议，分析其热力学代价与粒子发射数上界，为布朗电路构建提供关键元件的理论支撑。
2025-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Thermodynamic coupling rule for far-from-equilibrium systems
远离平衡系统的能量转换效率通常受到与不同热浴接触的不可逆热力学通量的限制。对于复杂系统，最大效率状态和最小熵产生状态通常是不等价的。在这里，我们表明，能量和物质流之间的相互作用的适当调整提供了一些重要的标准，热剂的性能表征，无论系统类型和过渡协议。普遍的热力学耦合规则在不可逆过程中起着至关重要的作用。应用双量子点系统，证明了适当调节热力学通量之间的耦合强度可以提高热机或制冷机的性能。
2019-04-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
On the nature of heat in strongly coupled open quantum systems
研究了强耦合到费米子库的单能级量子点中的热传递，并对量子点能量和量子点-库耦合强度进行了随时间变化的调节。的动态使用非平衡格林函数（NEGFs）评估到一阶超越准静态驱动。我们表明，任何热定义表示为能量变化的水库能量加上任何分数的系统-水库相互作用是不是一个精确的微分时，沿着可逆等温变换进行评估，除了当该分数为零。然而，即使在后一种情况下，可逆热除以温度，即熵，也不满足热力学第三定律，并且在低温极限下发散。我们的结果提出了怀疑的可能性，以定义一个热力学一致的概念表示为一些哈密顿项的期望值的热量。
2015-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Stochastic trajectories and excursions in a double quantum dot system
University of Rochester（罗切斯特大学）；Aix Marseille Université（艾克斯-马赛大学）
本文研究了双量子点系统在轨迹层面的动力学，通过新的随机 excursion 公式扩展了全计数统计，分析了轨迹的复杂性，并探讨了热力学电流与 excursion 时间之间的相关性，提出了三种计数可观测量，并讨论了它们在双量子点系统中的应用。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Arcsine Laws in Stochastic Thermodynamics
我们证明了热力学电流超过其平均值的时间分数遵循反正弦定律，这是Lévy在布朗运动中得到的一个重要结果。具有高于或低于平均值的长条纹的随机电流比那些在平均值以上和以下花费类似时间的随机电流的可能性要大得多。我们的结果与布朗卡诺热机的实验数据相吻合。我们还推测，与电流相关的另外两个随机时间服从反正弦定律：电流达到最大值的时间和电流最后一次穿过平均值的时间。这些结果尤其适用于分子马达、量子点和胶体系统。
2018-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Finite-time thermodynamics: A journey beginning with optimizing heat engines
School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理学院）；Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）
本文综述了有限时间热力学的历史发展，回顾了过去二十年该领域的研究现状，重点探讨了有限时间热力学循环的基本限制、热力学过程的最优控制与优化、非常规热机的操作以及实验进展。
2024-11-06 cond-mat.stat-mech physics.app-ph physics.class-ph
