Pair approximation for the q-voter model with independence on complex networks
本文研究了复杂网络上具有独立性随机噪声的q-选民模型。使用对近似，我们提供了一个全面的，数学描述其行为，并推导出临界点的公式。通过蒙特卡罗实验验证了分析结果。对近似预测表现出实质性的协议与模拟，特别是对网络的弱聚类和大的平均度。尽管如此，对于接近q的平均度，还是产生了一些差异。这是我们第一次意识到，所提出的方法已被应用到非线性选民动态噪声。到目前为止，分析结果只得到了一个完整的图。我们表明，在限制的情况下，对近似的预测与已知的解决方案完全连接的网络。
2018-04-30 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
A generalized voter model on complex networks
我们研究了复杂网络上的选民模型的推广，重点是平均退出时间的缩放。以前的工作已经定义了一个最初选择的节点和一个随机选择的邻居，这使得它很难理清随机过程本身的影响相对于网络结构的投票模型。我们介绍了一个过程，有两个步骤，一个是选择一对相互作用的节点和一个确定的相互作用的方向作为两个节点的程度的函数和一个参数$α$，它设置的可能性较高的程度节点给出其状态。传统的投票者模型行为可以在模型中恢复。我们发现，在一个完全的二部网络，传统的选民模型是最快的过程。在幂律度分布的随机网络上，我们观察到两个区域。对于$α$的适度值，退出时间由系统状态的扩散漂移主导，但是随着高节点变得更有影响力，退出时间变得由挫折效应主导。对于某些选择过程，在指数混合后退出的地方会出现一个短暂的中间状态。
2008-07-22 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Universality of noise-induced transitions in nonlinear voter models
Institute for Cross-disciplinary Physics and Complex Systems IFISC (CSIC-UIB)（跨学科物理与复杂系统研究所 IFISC（CSIC-UIB））
本文研究了非线性投票模型中噪声诱导相变的普遍性，提出了一种扩展的平均场模型，揭示了连续伊辛相变和修改通用投票相变的普遍行为。
2026-02-05 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Analytical and numerical study of the non-linear noisy voter model on complex networks
我们研究了嘈杂的选民模型，使用一个特定的非线性依赖率，考虑到个人之间的集体互动。该模型在全对全耦合配置下得到了精确解，在随机网络环境下得到了近似解。在所有对所有的设置，我们发现，非线性相互作用诱导“真正的”相变，相反的线性版本的模型，生存在热力学极限。复杂网络的主要作用是改变过渡线和修改有限大小依赖，这种修改可以通过引入有效系统大小来捕获，该有效系统大小随着网络的度异质性而减小。虽然一个非平凡的有限大小的依赖性的概率分布的时刻是来自我们的治疗，平均场指数，但在热力学极限。这些理论预测很好地证实了随机过程的数值模拟。
2018-10-04 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Voter model on networks partitioned into two cliques of arbitrary sizes
选民模型是一个典型的随机过程，代表观点动力学。在每次更新中，随机均匀地选择一个代理。然后，所选择的代理复制随机选择的邻居的当前意见。我们研究了具有外生社团结构的网络上的投票模型：两个由$X$团间边随机连接的团（即完全子图）。我们表明，违反直觉，平均共识时间通常不是$X$的单调递减函数。平均而言，如果$X$的规模为$N^{3/2}$（其中$N$是网络中的代理数量），则具有相反初始意见的固定比例的派系达成共识的速度最快。因此，为了加速集团之间的共识，代理应该随着$N$的增加而连接到另一个集团中的更多成员，但不要达到集团失去其作为不同社区的身份的程度。我们支持我们的数值结果与基于方程的分析。通过在两个渐近非均匀平均场近似之间插值，我们得到了一个平均共识时间的方程，该方程与$X$的所有值的模拟非常吻合。
2019-11-10 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
A veritable zoology of successive phase transitions in the asymmetric $q$-voter model on multiplex networks
我们分析了一个非线性$q$ -选民模型与随机噪声，解释在社会背景下的独立性，在一个双工网络。大厅$q$的大小（即，压力群）是改变系统行为的关键参数。$q$ -表决器模型已被应用于多路复用网络在以前的工作[物理。92. 052812.（2015）]，并且已经表明，相变的特性取决于复用网络中的电平的数量以及$q$的值。在这里，我们研究的情况下，在网络的每一层上的大厅大小是不同的相变特性，导致两个参数$q_1$和$q_2$。我们发现连续的相变的证据时，一个连续的相变之后是一个不连续的一个或两个连续的不连续的阶段出现，这取决于参数。在分析这个系统时，我们甚至会遇到混合阶（或混杂）相变。我们进行模拟，并获得支持一个简单的多重情况下的解析解-一个双工团，它由两个完全重叠的完全图（团）。
2020-07-23 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Coarsening and percolation in the kinetic $2d$ Ising model with spin exchange updates and the voter model
我们研究了$2d$晶格上双模自旋系统随不同微观随机更新演化的早期动力学。我们对待铁磁伊辛模型与局部保守的序参量（川崎动力学），相同的模型与全局保守的序参量（非局部自旋交换），和选民模型。正如已经观察到的非保守序参量动力学（格劳伯动力学），在所有的情况下，在随机动力学满足细致平衡，临界渗流状态持续了很长一段时间之前，通常的粗化域接管，并最终采取系统的平衡。通过研究随时间演化的自旋团簇的几何和统计性质，我们能够确定一个特征长度$\ell_p(t)$，不同于通常的长度$\ell_d(t) \sim t^{1/z_{d}}$，描述了晚时间粗化，这是在所有的标度关系中的方法临界渗流制度。我们发现，这个特征长度依赖于特定的微观动力学和晶格的几何形状。在选民模型的情况下，我们观察到，系统短暂地通过临界渗流状态，后来接近一个动态的制度，其中的缩放行为的几何性质的有序域可以归因于一个不同的临界性。
2018-08-13 cond-mat.stat-mech
Nonlinear Voter Models: The Transition from Invasion to Coexistence
在非线性选举模型中，两个状态之间的转换以非线性的方式依赖于这些状态在邻域中的频率。我们调查的作用，这些非线性的全球性的结果，一个均匀的网络，每个节点连接到$m=4$邻居的动态。这张纸向两个方向展开。我们首先开发了一个一般的随机框架，频率依赖的过程，我们从中获得的宏观动力学的关键变量，如全球频率和相关性。得到了平均场极限和对近似的显式表达式。然后，我们应用这些方程来确定在参数空间中的相图，区分不同的动态制度。对近似使我们能够确定三种制度的非线性选民模型：（i）完全入侵，（ii）随机共存，和-最有趣的-（iii）相关共存。这些研究结果与平均场相图的预测进行了对比，并通过微观动力学的广泛计算机模拟得到证实。
2008-12-13 cond-mat.stat-mech nlin.PS physics.soc-ph
Mechanism of murine epidermal maintenance: Cell division and the Voter Model
本文介绍了一个有趣的实验的例子，选民模型统计在生物学。在最近的工作小鼠尾部皮肤，增殖细胞被限制在一个二维层，我们表明，细胞增殖和分化根据一个简单的随机模型的细胞分裂，涉及只有一种类型的增殖细胞，可能会分裂对称和不对称。奇怪的是，这些简单的规则提供了对细胞群体动态的极好预测，而不必解决它们的空间分布。然而，如果通过允许细胞随机扩散来解决细胞的空间行为，那么可以推断密度波动会破坏组织融合，这意味着物理系统中存在某种隐藏的空间调节。为了推断空间调控的机制，我们考虑了一个二维模型的细胞命运，保留了整体的人口动态。通过确定所产生的行为与三个物种的变化的“选民”模型，我们预测，增殖细胞在基底层应该集群。对增殖活性染色的细胞的经验相关性的分析证实，预期的聚类行为确实在自然界中可见。
2007-12-02 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.CB
Spontaneous emergence of contrarian-like behaviour in an opinion spreading model
我们引入随机驱动的Sznajd模型的意见传播。这种随机效应是为了模仿社会温度，以便代理人可以以不同的概率做出随机决策。我们表明，随机驱动作为一个整体诱导有序-无序非平衡相变对系统动力学有巨大的影响。有趣的是，在某些条件下，这种随机动力学可以自发地导致系统中的代理人类似于Galam的contarians。
2005-08-03 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Solution of a one-dimensional stochastic model with branching and coagulation reactions
我们解决了一个一维随机模型的相互作用链上的粒子。颗粒可以发生分支和凝聚反应，它们也可以出现在空的位置上并自发消失。这个模型可以被看作是一个流行病模型和/或作为一个推广的{ \it voter}模型，被视为分析超出了{ \it常规}可解的情况。在有限周期晶格上，通过适当选取与粒子密度和非瞬时两点关联函数有关的{ \it弦函数}，得到了粒子密度、非瞬时两点关联函数和弛豫谱的精确表达式.
2001-09-27 cond-mat.stat-mech
Stochastic resonance with weak monochromatic driving: gains above unity induced by high-frequency signals
研究了高频信号对噪声干扰系统对低频亚阈值正弦信号响应的影响。我们表明，通过方便地选择HF信号的振幅与其频率的比率，可以在低频值处测量大于1的随机共振增益。因此，HF信号的添加可以带来对弱单色信号的检测的改进。结果解释的一个有效的模型，并说明了通过数值模拟。
2007-05-04 cond-mat.stat-mech
Generalized Finite-time Optimal Control Framework in Stochastic Thermodynamics
Saarland University（萨尔兰大学）
本文提出了一种随机热力学中有限时间最优控制框架，通过最小化有限时间耗散成本，揭示不连续端点跳跃机制，提升非平衡系统控制效率。
2026-08-10 cond-mat.stat-mech
Subharmonic oscillations in stochastic systems under periodic driving
次谐波响应是一种众所周知的现象，例如，确定性非线性动力系统我们调查的条件下，这种次谐波振荡可以持续很长一段时间在开放系统中的随机动力学由于热波动。相反，随机自治系统在一个稳定的状态，相干振荡的数量从根本上说是有界的底层网络中的状态的数量，我们表明，在周期性驱动的系统，次谐波振荡可以，在原则上，永远保持相干，即使在网络中的状态数量很少。我们还表明，{ \sl除其他外}，热力学成本上升，仅与模型计算中的相干振荡的数量和持续的次谐波响应的可能的周期线性增长的状态的数量。我们认为，我们的结果可能与生化振荡和时间晶体的随机模型相关。
2019-08-13 cond-mat.stat-mech
The Prandtl-Tomlinson model of friction with stochastic driving
我们考虑经典的Prandtl-Tomlinson模型，粒子在波纹势上运动，受弹簧牵引。在通常情况下，拉力以恒定速度$\dotγ$作用，模型显示与$\dotγ$相关的平均摩擦力$σ$（对于小$\dotγ)$为$\dotγ\sim (σ-σ_c)^β$，其中$σ_c$是临界摩擦力。根据波纹势的分析性质，$β$的可能值是众所周知的。我们在这里研究的情况下，在拉，除了恒定的速度项，一个随机项的机械起源（即，总驱动是一个功能的$\dotγt$）。我们分析表明，这一项如何修改的力-速度的依赖性接近临界力，并给出的值$β$的分析性质的潜在的随机驱动的标度特性，编码在其赫斯特指数的值。
2017-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Modeling work-speed-accuracy trade-offs in a stochastic rotary machine
分子机器是一种随机系统，它催化了保持活细胞存活和结构化的能量过程。受F1-ATP合成酶和细菌鞭毛的例子的启发，我们提出了一个外部驱动的随机旋转机器的极小模型。我们探讨的工作，驾驶速度和驾驶精度的权衡时，改变驾驶强度，速度和潜在的系统动力学。我们找到一个准确度的上限，并为特定的速度工作。我们的研究结果有利于缓慢驾驶时，最大限度地减少工作准确率和最大限度地提高成功的周期。最后，在参数制度映射到F1-ATP合酶的动力学，我们发现一个显着的衰减，在生理旋转速率的驱动精度，提出了ATP合酶如何实现合理的，甚至显着的效率在体内的问题。
2020-03-12 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Work statistics in stochastically driven systems
我们确定的条件下，一个随机驱动系统耦合到一个热浴诱导能量变化可以被视为一个工作源。当满足这些条件时，工作统计满足传统上由确定性驱动导出的Crooks波动定理。我们通过计算和比较分别由随机和确定性分段常数协议驱动的两级系统的工作统计来说明这一事实。
2014-02-24 cond-mat.stat-mech
Bona fide Stochastic Resonance: A view point from stochastic energetics
研究了在周期信号驱动下，过阻尼布朗粒子在双势场中的共振行为。先前已经示出，由外部驱动器泵送到系统中的输入能量示出了作为噪声强度的函数的共振型行为。我们进一步扩展这一想法，以研究作为外部驱动力的频率的函数的行为，并显示类似的非单调行为的发生，这可以归因于作为一个真正的随机共振的签名。研究了弱驱动极限和强驱动极限，表明在双势系统中存在临界阈上随机共振。
2003-03-20 cond-mat.stat-mech
Singular optimal driving cycles of stochastic pumps
优化过程的研究在热力学领域有着悠久的历史。众所周知，使耗散最小化的有限时间过程常常表现出不连续性。我们使用的数值和分析方法相结合，研究驱动周期，最大限度地提高输出在一个简单的模型的随机泵：一个系统驱动的外部参数的周期性变化的平衡。我们发现，这个最佳的解决方案是奇异的，与一个无限的参数集之间的切换率。这种奇异的解决方案在热力学过程中的外观是令人惊讶的，但我们认为，这样的解决方案预计是相当常见的模型，其动态表现出指数松弛，只要驱动期间是不是外部固定的，并允许任意短。我们的研究结果对以循环方式驱动的人造分子马达具有启示意义。
2022-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Stoke's efficiency and its stochastic properties
本文研究了空间非对称棘轮势和时间非对称驱动力作用下从绝热到非绝热的Stoke效率及其涨落特性。我们的数值研究表明，平均斯托克斯效率和平均电流随着驱动频率的下降。对于低频驱动，即，在绝热区的情况下，我们再现了支持我们的数值模拟的分析结果。通过计算Stokes效率的概率分布，$p(η_{s})$，$η_{s}$，我们着重研究了Stokes效率的随机性质.我们发现，在大多数的参数空间，波动$η_{s}$是可比或大于平均值。在这种情况下，必须研究$η_{s}$的全概率分布。随着驾驶频率的增加，分布变得多峰。同时，平均斯托克斯效率随着驱动频率的增加而降低。对于高频率的驾驶，该分布在零点处形成峰值。频率进一步增加，该峰值变得更尖锐。最后，在足够高的频率下，我们得到一个过零的强峰，表明在这个区域没有有效的输运。
2016-03-15 cond-mat.stat-mech
Coherent response of a stochastic nonlinear oscillator to a driving force: analytical characterization of the spectral signatures
研究了受正弦激励的经典非线性振子在噪声作用下的动力学行为。特别是，我们给出了一个分析识别的机制，负责最近观察到的超窄峰的机械实现系统的频谱。我们的方法，平均技术的应用的基础上，模拟标准的检测方案在实践中使用。在确定性系统中存在两个吸引子对应的参数范围内检测到的谱峰被追踪到线性化随机方程中已经存在的特征。据发现，对于特定的变化的参数，吸引子附近的特征频率收敛于驱动频率，因此，在频谱中的峰的宽度显着减少。研究的影响，所观察到的系统的相干响应的控制进行了讨论。
2015-12-19 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Noise-induced dynamical transition in systems with symmetric absorbing states
研究了噪声强度对具有对称吸收态系统宏观有序动力学的影响。使用一个显式的随机微观模型，我们提出的证据的相变的粗化动力学，从伊辛像一个选民一样的行为，作为噪声强度增加过去的一个非平凡的临界值。通过映射到热扩散过程，我们认为，这种转变的发生是由于在高噪声区域更容易进入局部吸收态，这反过来又阻止了表面张力驱动有序过程。
2011-03-31 cond-mat.stat-mech
A general creation-annihilation model with absorbing states
本文提出了一个一维非平衡随机模型，其中每个格点被一个粒子占据，它可以是A型或B型。模型的时间演化经历了三个过程：A和B粒子的自催化生成和A到B的自发转化。该模型的双参数相图获得在一个和两个网站的平均场近似，以及通过数值模拟和精确解的有限系统外推到热力学极限。发现在激活相和吸收相之间存在一条连续的跃迁线，这条临界线起始于等效于接触过程的模型点，终止于两个吸收态共存的选民模型点。因此，临界线终止于过渡不连续的点。通过模拟和有限尺度外推得到了临界指数的估计，并研究了接近投票模型转换时普适类之间的交叉。
2005-06-11 cond-mat.stat-mech
Fractional Brownian motors and Stochastic Resonance
我们研究了粘性粘弹性介质中基于分数次扩散的波动倾斜布朗棘轮，其特征在于幂律记忆核。与正常扩散的情况下，整流效果消失在磁慢调制限制和优化的驱动频率范围。它还表明，异常整流效应是最大的（随机共振效应）在最佳温度下，可以表现出令人惊讶的良好品质。此外，亚扩散电流可以在温度或驱动频率改变时在反直觉方向上流动。反常输运对负载的依赖性具有非常简单的普遍性。
2011-11-21 cond-mat.stat-mech
Driving rapidly while remaining in control: classical shortcuts from Hamiltonian to stochastic dynamics
随机热力学奠定了一个广泛的框架，重新审视古老的概念，热，功和熵产生的个人随机轨迹的介观系统。值得注意的是，这种方法依赖于运动的随机方程，将时间引入热力学过程的描述中，这为精细控制热力学过程开辟了道路。结果，介观系统的有限时间热力学领域蓬勃发展。在这篇文章中，介绍了一些概念的控制孤立的机械系统的发展，根据确定性的运动方程，我们回顾了不同的策略，已开发的实现有限时间状态到状态的转换在过阻尼和欠阻尼制度，通过适当的设计时间相关的控制参数/驱动。所研究的系统是随机的，其缩影是浸没在流体中的布朗物体;因此，它们与环境强烈耦合，扮演着水库的角色。有趣的是，其中一些方法（逆向工程，反绝热驱动，快进）直接受到量子控制中对应方法的启发。文中还分析了油藏工程的控制作用。除了从已知的初始状态到给定的目标状态的可达性之外，还讨论了最优路径的问题。最优性在这里定义的成本函数，一个主题密切相关的信息热力学领域和速度限制的问题。另一个讨论的自然延伸涉及任意状态或非平衡稳态之间的联系。随机热力学中的控制领域有着丰富的应用，从最佳介观热机到生物系统中的种群控制。
2022-12-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Inducing and optimizing Markovian Mpemba effect with stochastic reset
一个热的马尔可夫系统比一个冷的系统冷却得更快：这被称为Mpemba效应。在这里，我们表明，通过随机重置的非平衡驱动可以引起这种现象，当缺席。此外，我们推导出一个最佳的驱动协议，同时优化的Mpemba效应的出现时间，和总的能量耗散到环境中，揭示了帕累托前沿的存在。在以前的实验结果的基础上，我们的研究结果开辟了可能的实验实现马尔可夫系统中的最佳冷却协议的途径。
2021-10-07 cond-mat.stat-mech
Fractional Stochastic Loewner Evolution and Scaling Curves
Schramm提出的随机Loewner方程为二维统计力学中临界随机曲线和临界界面的研究和分类提供了一种强有力的方法。首次提出了一类新的随机Loewner方程，称为分数阶随机Loewner演化（FSLE）。利用分数阶时间序列作为Loewner方程和局部分数阶积分微分算子的驱动函数，我们引入了一大类分形曲线。我们认为，FSLE曲线，除了分形维数的计算，有决定性的差异所造成的赫斯特指数的驱动函数。这种扩展开辟了一种新的方式来分类不同类型的标度曲线的基础上相应的驱动函数的赫斯特指数。这种形式主义似乎适合于处理出现在统计力学或自然现象中的大范围二维曲线的研究。
2021-06-10 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Accelerating stochastic processes through nonequilibrium driving: Thermodynamic constraints on the maximum speed-up
University of Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）
该研究推导了依赖轨迹的可观测量存活率加速比的热力学边界，通过连续时间马尔可夫跳跃过程和过阻尼扩散两种场景分析，在两类模型系统上验证了相关不等式，为随机过程加速提供了热力学约束。
2026-10-23 cond-mat.stat-mech
Linear Stochastic Thermodynamics
我们研究开放系统的热力学弱驱动的非保守和时间依赖的力量，使用随机热力学的线性政权的平衡。我们利用守恒定律来确定力的潜在和非保守分量。这使我们能够制定一个统一的近平衡热力学。对于非平衡稳态，我们得到一个Onsager理论，确保非奇异响应矩阵，是符合唯象线性不可逆热力学。对于不产生非保守力的时间相关的驱动协议，我们确定的平衡系综，从绿色-久保关系恢复。对于任意周期驱动，平均熵产生（EP）表示为非负贡献的每个驱动频率上的独立和。这些贡献是双线性的非保守力和保守力，并涉及一个新的广义Onsager矩阵是对称的。在最一般的情况下，任意的时间依赖驱动，我们提出了一种新的分解的EP率为两个非负的贡献-一个仅仅是由于非保守力和其他仅仅是由于偏离瞬时稳态-直接意味着接近平衡的最小熵产生原理。这种设置揭示了近平衡态热力学的几何结构，并将以前的方法推广到具有非保守力的情况。
2022-05-31 cond-mat.stat-mech
The role of fluctuations in the response of coupled bistable units to weak driving time-periodic forces
我们分析了有限组的全球耦合噪声双稳态单位驱动的相当弱的时间周期力的随机响应。我们专注于随机共振和相频同步的集体变量，定义为算术平均值的变量表征每个元素的阵列。对于单部件系统，随机共振可以用线性响应理论的有力工具来理解。在这种线性响应状态下，不存在用于单个单元系统的适当的噪声引起的相位频率同步。对于耦合阵列，我们的数值模拟表明，随机共振效应的增强导致增益大于单位以及真正的相位频率同步。研究了响应随耦合强度的非单调性。与文献中提出的描述集体变量随机响应的简化方案进行了比较。
2008-04-24 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Stochastic resonance in finite arrays of bistable elements with local coupling
在这篇文章中，我们研究了有限阵列的噪声双稳态系统中的随机共振（SR）效应与最近邻耦合由一个弱的时间周期驱动力。该数组的特征在于一个集体变量。通过数值模拟，估计了信噪比（SNR）和增益作为噪声和相互作用耦合强度的函数。一个强大的增强SR现象，这个集体变量相比，SR在单个单元双稳态系统中观察到。对于某些参数值和多频率驱动力，获得大于1的增益，表明系统在非线性区域中操作，尽管驱动振幅很小。所观察到的大SNR值基本上是由于输出波动与其在线性状态中的典型值相比是小的且短暂的。还得到了信噪比随耦合强度的非单调行为。
2009-01-15 cond-mat.stat-mech
Bethe Ansatz solution of the stochastic process with nonuniform stationary state
利用Bethe变换精确地求出了环上零程过程主方程的本征函数和本征值。从一个网站提供的贝特安普蒂适用性的颗粒退出率被示出表示在单参数。该参数的连续变化导致驱动扩散系统通过纯扩散点由正驱动向负驱动转变。讨论了该模型与其它Bethe可解模型的关系。
2003-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Asymptotic distributions of Periodically Driven Stochastic Systems
我们研究的大时间行为的布朗粒子移动通过粘性介质中的一个封闭的潜力，并进一步受到位置相关的驱动力，是周期性的时间。我们专注于这些驱动力的情况下，迅速振荡的幅度不一定很小。我们发展了一种高频区域的微扰方法来研究周期驱动随机系统的大时间行为。布朗粒子的渐近分布，然后确定为二阶。一阶，这些粒子被发现执行小振幅振荡周围的有效静态电位，可以有有趣的形式。
2003-12-09 cond-mat.stat-mech
Stochastic light in a cavity: A Brownian particle in a scalar potential?
随机光在相干驱动的非线性腔中的非平衡动力学类似于布朗粒子在标量势中的平衡动力学。这种相似性已经知道了几十年，但这两个系统之间的对应关系从未得到适当的评估。在这里，我们证明了这种对应关系可以是精确的，近似的，或打破，这取决于腔的非线性响应和驱动频率。对于弱共振驱动，非线性消失，对应是准确的：腔耗散和驱动振幅定义一个标量势，噪声方差定义一个有效温度，腔内场满足玻尔兹曼统计。对于中等强度的非共振驱动，对应关系是近似的：我们引入了一个潜在的近似捕获腔内场的非线性动力学，我们通过玻尔兹曼统计偏差量化这种近似的准确性。对于非常强的非共振驱动，对应关系被打破：腔内场动力学由非保守力控制，这排除了仅基于标量势的描述。我们还表明，这种击穿是伴随着一个相变的腔内场的波动，让人想起一个非厄米相变。我们的工作建立了明确的光学和随机热力学系统之间的联系，并建议过阻尼朗之万振荡器的许多基本结果可用于理解和改善谐振光学技术。
2021-07-03 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Photon-assisted stochastic resonance in nanojunctions
本文利用含时 Landauer-Büttiker 形式体系研究分子结中的随机共振，发现 AC 驱动与噪声涨落可增强电流信号，证明适当调谐环境能优化光子辅助输运。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Stochastically driven single level quantum dot: a nano-scale finite-time thermodynamic machine and its various operational modes
我们将与两根引线接触的单能级量子点描述为纳米级有限时间热力学机器。点是由外部随机力驱动的，该力在两个值之间切换其能量。在等温状态下，它可以通过响应于随机驱动而产生对抗所施加的偏压的电流并在反向循环中重新传递功来作为可再充电电池操作。这种行为让人想起了Parrondo悖论。如果存在热梯度，则该装置可以用作产生功的热机，或者用作经由随机驱动的功输入从冷储存器提取热量的制冷机。机器在最大功率输出的效率进行了调查，为每种操作模式，并确定了通用功能。
2012-03-14 cond-mat.stat-mech
Optimizing the Energetics of the Finite-time Driving of Field Theories
该研究针对场论描述的多体系统有限时间驱动能量优化问题，结合随机热力学与最优输运理论解析推导Model A、B类系统的最优驱动协议，还通过数值多目标优化发现帕累托前沿存在一阶帕累托相变，揭示了最优功均值与涨落的权衡关系。
2024-03-04 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Coherence versus reliability of stochastic oscillators with delayed feedback
对于有噪声的自持振荡器，可靠性、对噪声驱动的响应的稳定性以及在振荡频率恒定的意义上理解的相干性都属于主要特性。尽管它们的特性和控制技术受到研究人员的极大关注，但由于它们对神经元、激光器、时钟、发电机等的重要性，这些特征以前是分开考虑的。本文揭示了受弱噪声驱动和线性延迟反馈约束的极限环振子的相干性和可靠性之间的强定量关系。通过对Van der Pol-Duffing振子的数值模拟，验证了分析结果，丰富了分析结果。
2008-12-17 cond-mat.stat-mech
Quantum Stochastic Synchronization
我们在自旋玻色子动力学中研究了量子隧穿与外部周期性驱动信号的同步。作为主要结果，我们发现在足够大的系统-浴耦合强度（Kondo参数a>1）下，热噪声在对称二能级系统中产生频率和相位同步中起着建设性的作用。当驱动频率取代零温度隧穿速率时，这种铆接同步发生。作为证明该效应的一个应用，我们考虑了分子复合物中的电荷转移动力学。
2006-03-15 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Phase velocity and phase diffusion in periodically driven discrete state systems
本文发展了一个理论来计算具有两个离散状态的周期驱动随机模型中的有效相扩散系数和平均相速度。这个理论被应用到一个二分驱动的马尔可夫两态系统。解析计算了平均相速度、有效相扩散系数和Péclet数的显式表达式。后者表现为随机系统相对于周期驱动的相位相干强迫同步的度量。第二步，将该理论应用于可激系统的非马尔可夫两态模型。结果再次证明了随机同步的周期驱动，并在良好的协议与随机FitzHugh-Nagumo系统的模拟。
2005-01-05 cond-mat.stat-mech
Shortcuts to Adiabatic Pumping in Classical Stochastic Systems
绝热泵浦的特征在于对泵浦电荷的几何贡献，其即使在没有偏压的情况下也可以是非零的。然而，随着驱动速度的增加，非绝热激励逐渐减少泵浦电荷，从而限制了最大可应用的驱动频率。为了规避这个问题，我们在这里扩展的概念，绝热性的捷径，以构建一个控制协议，使几何泵浦以及超越绝热制度。我们的协议允许增加，超过一个数量级，在驱动频率，该方法也是强大的控制领域的适度波动。我们提供了一个几何解释的控制协议，并分析实现它的热力学成本。我们的研究结果可以实现使用当前的技术，并有可能使快速泵送的电荷或热量的量子点，以及在其他随机系统的物理，化学和生物学。
2020-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Anomalous diffusion in quantum system driven by heavy-tailed stochastic processes
该研究分析由跳跃与重尾等待过程驱动的非平衡量子系统，通过波包平方宽度揭示不同等待假设下的超扩散、亚扩散、扩散行为及遍历性破缺。
2025-01-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Mesoscopic non-equilibrium measures can reveal intrinsic features of the active driving
生物组装体如染色体、细胞膜和细胞骨架在纳米尺度上被酶活性和分子马达驱动而失去平衡。类似的非平衡动力学可以在合成系统中实现，例如化学燃料胶体颗粒。表征这种主动软组件的随机非平衡动力学仍然是一个挑战。最近，已经提出了新的非侵入性的方法来确定非平衡行为，这是基于检测打破细致平衡的随机轨迹的几个坐标的系统。受两点微流变学方法的启发，其中一对探针粒子的平衡波动揭示了平衡系统的粘弹性响应，在这里，我们探讨我们是否可以将这种方法扩展到非平衡组件：可以从两点非平衡测量的分析中提取关于系统中主动驱动性质的信息吗？我们在理论上解决这个问题的背景下，一类弹性系统，驱动出平衡的空间异质随机内部驱动。我们考虑了几种可能与生物和合成系统相关的内部驱动的空间特征，并研究了有源噪声的这些特征如何反映在两点非平衡测量的长程标度行为中。
2019-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stochastic Counterdiabatic Driving via Biorthogonal Liouvillian Eigenmodes
Institute for Machine Learning (Ellis Unit), Johannes Kepler University（约翰开普勒大学（埃利斯单元）机器学习研究所）；Mistral AI；AMLab, Informatics Institute, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学信息学研究所AMLab）；CuspAI
研究随机系统有限时间驱动的非绝热滞后问题，基于规范型变换构建数值框架，利用刘维尔算子双正交分解产生逆绝热校正，通过数值验证表明该方法能有效抑制非绝热滞后，满足逆绝热条件，使耗散功近似为零。
2026-07-28 cond-mat.stat-mech cs.LG physics.comp-ph
Stochastic fluctuations and stability in birth-death population dynamics: two-component Langevin equation in path-integral formalism
本文通过路径积分形式分析双分量朗之万方程，揭示出生-死亡过程中随机涨落可动态生成驱动力，从而诱导非平凡的稳定平衡态，且该平衡态的形成至少需要两个随机变量。
2024-04-20 cond-mat.stat-mech hep-ph q-bio.PE
