Skewness and Kurtosis in Stochastic Thermodynamics
热力学不确定性关系是随机热力学中的一个重要结果，它提供了任何热力学通量（也称为电流）波动的边界，即熵产生的平均速率。这种波动可以用电流概率分布的二阶矩来量化。高阶标准化的时刻，如偏度和峰度的作用仍然在很大程度上未被探索。我们分析了偏度和峰度与第一次通过时间的热力学电流的框架内的随机热力学。我们开发了一种方法来评估高阶标准化的时刻与任何电流的首次通过时间。对于具有单循环状态网络的系统，我们推测与熵产生相关的偏度和峰度的上界和下界。这些界限取决于状态的数量和驱动系统脱离平衡的热力学力。我们表明，这些偏度和峰度的界限不适用于多循环网络。我们讨论了我们的结果推断一个潜在的网络状态的应用。
2021-10-27 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Martingales for physicists: A treatise on stochastic thermodynamics and beyond
该研究综述鞅理论在随机热力学及物理学更广泛随机过程中的应用，为相关领域研究者提供理论参考。
2023-12-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Diffusion approximations to the chemical master equation only have a consistent stochastic thermodynamics at chemical equilibrium
随机热力学的稀释，充分搅拌混合物的化学反应物种是建立在随机轨迹的反应事件从化学主方程。然而，当分子群体很大时，离散的化学主方程可以用连续扩散过程近似，如化学朗之万方程或低噪声近似。在本文中，我们调查在何种程度上这些扩散近似继承随机热力学的化学主方程。我们发现，一个随机热力学描述是唯一有效的，在一个详细的平衡，平衡稳态。远离平衡，那里没有一致的随机热力学，我们表明，人们仍然可以使用的扩散解决方案来近似的化学主方程的基本热力学。
2015-07-24 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Quantum Analysis and Thermodynamic Operator Relations in Stochastic Energetics
利用量子分析中提出的算符微分，我们引入了一个量子布朗运动耦合到经典净浴的模型。然后，我们定义的热运营商通过适应的想法的随机能量。引入的算子满足类似于热力学第一和第二热力学定律的关系。
2017-09-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stochastic Thermodynamics on Time-Evolving Curved Spaces
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Advanced Intelligence Project (AIP)（理化学研究所先进智能项目中心）；Inamori Research Institute for Science (InaRIS)（稻盛科学技术研究所）
针对具有时变度规的过阻尼朗之万系统，构建了随机热力学框架，揭示了度规时间变化对能量平衡的贡献，并证明了熵产生满足热力学第二定律。
2026-06-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Fluctuation Theorems and Thermodynamic Inequalities for Nonequilibrium Processes Stopped at Stochastic Times
本文针对在随机时刻停止的非平衡过程，提出构造鞅的系统方法，建立停止时间涨落定理及比传统结果更强的热力学不等式，并通过熵产生、自由能耗散和耗散功进行数值验证。
2023-06-01 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Stochastic thermodynamic engines under time-varying temperature profile
在本文中，我们研究的功率输出和效率的过阻尼随机热力学发动机，在接触的热浴具有随时间周期性变化的温度。这与大多数考虑与具有不同固定温度（热和冷）的热浴交替接触的卡诺范例的现有文献相反。具体而言，我们认为一个周期性的和有界的，但在其他任意的温度分布和推导出明确的界限上的功率和效率可实现的一个合适的控制潜力，耦合的热力学引擎到外部世界。在我们的分析中的常设假设是有效势的梯度的范数的界限-在没有任何这样的约束，物理上有问题的结论，任意大的权力可以得出。
2022-07-11 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Optimal protocols and optimal transport in stochastic thermodynamics
小系统热力学已成为统计物理的一个重要领域。它们被控制器从平衡中驱出，自然会提出这样的控制器如何能被优化的问题。我们表明，在小系统热力学的优化问题解决（确定性）的最佳运输，非常有效的数值方法已经开发出来，其中有应用在宇宙学，流体力学，物流，和许多其他领域。我们表明，特别是，最小化预期的热量释放或在有限时间内的非平衡过渡过程中所做的工作是解决了Burgers方程的宇宙和质量输运的Burgers速度场。因此，我们的贡献大大扩展了小系统热力学可解优化问题的范围。
2010-12-09 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Large-deviation principles, stochastic effective actions, path entropies, and the structure and meaning of thermodynamic descriptions
热力学描述的意义被发现在大偏差标度的波动概率。主要的大偏差率函数是熵，它是涨落定理和表征系统热力学相互作用的基础。Freidlin-Wentzell理论通过一个哈密顿动力系统的表述，为非平衡随机过程提供了一个大偏差标度的一般公式。现在存在许多相关的方法来构建Freidlin-Wentzell哈密顿量的许多种随机过程;一种方法由于土井和Peliti，适合于整数计数统计，被广泛用于反应扩散理论。使用这些工具与路径熵方法由于Jaynes，我们展示了如何构建熵函数，既表示大偏差标度的波动，并描述系统与环境的相互作用，离散随机过程无论是在或远离平衡。在量子场论中熟悉的变分方法的集合，但不常应用于Doi Peliti建设，被用来定义一个“随机有效作用”，这是任意非平衡路径的大偏差率函数。我们展示了如何共同的原则熵最大化，适用于不同的合奏状态或历史，导致不同的熵函数和不同的热力学状态变量。然而，所有这些层次的描述之间的关系可以明确地构建和理解的信息条件。所考虑的示例系统引入了可用于系统地构建描述的方法，该描述具有从平衡热力学熟悉的所有特征，用于更广泛的可由随机过程描述的系统。
2011-02-18 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Boundary layers in stochastic thermodynamics
本文研究随机热力学中放热或耗散功的优化问题。在过阻尼限制这些泛函有奇异的解决方案，以前被解释为协议跳跃。我们表明，正规化，惩罚一个适当定义的加速度，改变跳跃到有限宽度的边界层。我们表明，在消失的极限边界层宽度没有热量耗散的边界层，而工作可以做。我们进一步给出了一个新的解释的事实，即最佳协议在过阻尼极限的最佳确定性运输（Burgers方程）。
2011-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Stochastic thermodynamic interpretation of information geometry
近年来，在随机热力学的背景下，信息论与热力学的统一理论得到了广泛的讨论。统一理论揭示了信息论对于理解远离平衡态的系统的非平稳动力学是有用的。在这封信中，我们发现了随机热力学和信息论之间的一个新的联系，即信息几何。通过应用这种联系，信息几何不等式可以解释为速度和热力学成本之间的热力学不确定性关系。将信息几何不等式应用于生化酶反应的热力学模型。
2018-05-07 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics for a periodically driven single-particle pump
给出了时间周期单粒子泵的随机热力学分析，包括流量、热力学力、熵产生、功、热和效率的显式结果。这些结果在远离平衡态时是有效的。从线性（Onsager）政权的偏差进行了讨论。
2017-09-28 cond-mat.stat-mech
Bounding Variance and Skewness of Fluctuations in Nonlinear Mesoscopic Systems with Stochastic Thermodynamics
本文利用随机热力学证明非线性耗散系统中涨落的方差超出扩展Johnson-Nyquist公式预测值的部分由偏度控制，从而揭示高斯近似在非线性噪声建模中的物理不一致性，并呼吁建立与热力学相容的随机非线性系统理论。
2023-07-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stochastic Geometric Mechanics in Nonequilibrium Thermodynamics: Schrödinger meets Onsager
我们描述薛定谔变分问题和昂萨格的方法之间的关系，非平衡统计力学。虽然第二次工作互惠关系和细致平衡已出版在同一年（1931年）的第一个，影响薛定谔的想法尚未被认为是在古典背景下的Onsager。
2023-03-02 cond-mat.stat-mech math-ph math.DG
Work producing reservoirs: Stochastic thermodynamics with generalized Gibbs ensembles
我们开发了一个一致的随机热力学环境组成的热力学水库在外部保守力领域，即环境描述的广义或吉布斯正则系综。我们通过验证诱导随机动力学的局部细致平衡关系，证明了与此类储层弱耦合的小系统可以交换热量和功。基于这一分析，我们有助于合理化的观察，非热水库可以提高效率的热力学热机。
2016-07-29 cond-mat.stat-mech
Macroscopic Stochastic Thermodynamics
本文从介观马尔可夫跳跃过程出发，识别宏观标度条件，构建保持涨落定理的宏观涨落理论，并建立与朗之万方法的区别，恢复平衡与近平衡理论，推导非平衡场理论及吸引子间跃迁的随机热力学。
2025-05-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Stochastic deformation of a thermodynamic symplectic structure
研究了一类热力学辛结构的随机变形。随机形变过程类似于像形变量子化这样的可观测量代数的形变，但是对于虚的形变参数（普朗克常量）。揭示了热力学的规范对称性和相应的描述热力学系统涨落的随机力学，介绍了规范场。给出了规范变换和规范场的物理解释。被认为是一个应用程序的形式主义描述系统的分布参数在局部热力学平衡。
2009-01-08 cond-mat.stat-mech hep-th
What is a minimum work transition in stochastic thermodynamics?
University of Helsinki（赫尔辛基大学）
本文探讨了随机热力学中最小工作过渡的概念，指出在考虑控制协议速度限制后，最优控制问题需重新定义，并通过悬浮粒子模型验证了广义薛定谔桥的重要性。
2026-03-12 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Strong Coupling Thermodynamics and Stochastic Thermodynamics from the Unifying Perspective of Time-Scale Separation
在时间尺度分离的假设下，建立了一个简单而统一的热力学和随机热力学理论，用于研究与环境强相互作用的小经典系统。将总哈密顿量分解为浴部和系统部，系统部为平均力的哈密顿量。浴的条件平衡和系统的约化平衡都是用正则系综理论描述的。熔池自由能与系统变量和控制参数无关。此外，随机热力学的弱耦合理论变得几乎逐字适用，即使系统与其环境之间的相互作用和相关性很强且外部变化。最后，这种基于TSS的方法也导致了一些关于热力学第二定律起源的新见解。
2021-08-30 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and the Evolution of Stochastic Populations
热力学对物理学之外的问题的吸引力是不可否认的，正如人们越来越认识到它的普遍性一样，然而，在缺乏脱离分子系统特性的严格形式主义的情况下，所有推广热力学的尝试充其量都是定性的和启发性的。在本文中，我们制定了热力学概率理论，并将其应用于一般的随机种群的基础。
2020-07-02 cond-mat.stat-mech
Stochastic approach to equilibrium and nonequilibrium thermodynamics
我们开发的随机热力学方法的基础上的随机动力学，它可以是离散的（主方程）连续的（福克-普朗克方程），并在两个假设有关熵。第一个是熵本身的定义，第二个是熵产生率的定义，它是非负的，在热力学平衡时为零。基于这些假设，我们研究了多自由度相互作用系统在平衡态和非平衡态下的宏观动力学规律，以及如何从随机动力学中导出宏观动力学规律。这些研究包括化学反应的准平衡过程、平衡面的凸性、热力学势的单调时间行为（包括熵）、熵产生率的双线性形式、Onsager系数和互反关系以及化学反应的非平衡稳态。
2015-04-28 cond-mat.stat-mech
Optimization of stochastic thermodynamic machines
随机热力机的研究是非平衡态热力学的主要课题之一。本文在Fokker-Planck方程的框架下，利用偏微分方程特征线法和变分法，对随机热力机的性能进行了优化，使不可逆功$W_{irr}$或等效总熵产$ΔS_{\rm tot}$达到其下界。讨论了最优热力机的性质，给出了最优热力机输出功率$W$、功率$P$和能量效率$η$的上界的显式表达式。为了说明所获得的结果，典型的例子与最佳协议（外部电位）。
2020-02-14 cond-mat.stat-mech
Stochastic Thermodynamics Across Scales: Emergent Inter-attractoral Discrete Markov Jump Process and Its Underlying Continuous Diffusion
研究了连续随机非线性动力系统（Langevin或Fokker-Planck方程的扩散过程）与其涌现的离散吸引子间Markov跳变过程之间的数学热力学结构的跨尺度一致性.分析了系统的热力学态函数，如自由能$F$、熵$S$、熵产生$e_p$和自由能量耗散$\dot{F}$等，当连续系统用粗粒度离散变量描述时，我们表明，热力学来自底层的详细连续动力学是准确的亥姆霍兹自由能表示。也就是说，系统的热力学结构是相同的，如果一个人只采取中间道路，并开始与“自然”的离散描述，与相应的过渡率经验确定。通过“自然”，我们的意思是在热力学限制的大系统中，有一个内在的分离的时间尺度之间的内部和内部吸引动力学。这一结果概括了化学和Kramers理论的一个基本思想，包括热力学：虽然分子的机械描述是根据连续的键长和角度，化学反应是由质量作用定律与速率常数和随机热力学唯象地描述。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
A microscopic perspective on stochastic thermodynamics
我们认为随机热力学作为一个理论的统计推断实验观察到的波动时间序列。为此，我们引入了一个一般框架，用于在两个尺度上量化关于系统的动态状态的知识：细粒度或微观，确定性和粗粒度或介观，随机描述水平。对于一个通用的模型动力学，我们展示了如何在马尔可夫随机热力学中使用的波动熵变化的数学表达式自然出现。我们的想法是概念上的方法，（i）连接熵产生和它的波动关系在确定性和随机系统和（ii）提供一个互补的信息理论图片的概念熵和熵产生在随机热力学。
2015-05-18 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Stochastic Thermodynamics of Quantum-Induced Stochastic Dynamics
PUC-Rio（天主教里约热内卢大学）
本文提出了一种用于量子诱导随机动力学的热力学框架，通过光学机械系统展示了非平衡量子特性如压缩的热力学分析。
2026-02-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Functionals in stochastic thermodynamics: how to interpret stochastic integrals
在随机热力学中，来自宏观热力学的标准概念，如热、功和熵产生，通过在随机水平上定义它们而被推广到小的波动系统。在具有连续状态空间的朗之万系统中，这样的定义涉及沿着系统轨迹的随机积分，其具体值取决于用于评估它们的离散化规则（即积分中噪声项的“解释”）。通过一个系统的数学调查，这一明显的困境，我们证实了广泛使用的标准解释的热量和工作一样的泛函Stratonovich积分。此外，我们概括的异常，是已知的熵产生的温度梯度的存在下发生。
2019-07-17 cond-mat.stat-mech
Two applications of stochastic thermodynamics to hydrodynamics
该研究重新构建可压缩与不可压缩牛顿流体的热力学表述以对接随机热力学，得到流体系统熵产生率的维持-过剩分解及类似热力学不确定关系的下界，证明随机热力学普适性并拓展流体热力学理论潜力。
2024-06-19 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Stochastic Thermodynamics and Hierarchy of Fluctuation Theorems with Multiple Reservoirs
我们重新制定随机热力学的Langevin系统的噪声实现与多个水库和研究结构的热力学第二热力学定律。当系统的一个自由度同时受到多个水库的影响时，也就是说，当噪声混合发生时，我们推导出一系列的波动定理。这些定理和相关的热力学第二热力学定律对朗之万系统的热力学提出了更严格的限制。我们将我们的研究结果应用于噪声混合环境中的随机机器，并证明我们的新边界在确定机器的潜在功能和性能方面起着至关重要的作用。
2018-07-31 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics for kinetic equations
随机热力学是为时间反演下的奇数变量而制定的。由于热浴的各向同性的碰撞率的空间旋转下的不变性被证明是一个至关重要的成分。另一种详细的波动定理推导出来，仅表示在远期统计。它说明了一个线性动力学方程与袋鼠率。
2015-03-31 cond-mat.stat-mech
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
Jarzynski Relation, Fluctuation Theorems, and Stochastic Thermodynamics for Non-Markovian Processes
我们证明了Jarzynski关系的一般随机过程，包括非马尔可夫系统的记忆。我们证明的唯一要求是存在一个定态，因此不包括非遍历系统。然后，我们展示了如何随机热力学的概念可以用来证明进一步精确的非平衡关系，如克鲁克斯关系和波动定理的熵产生非马尔可夫动力学。
2007-09-14 cond-mat.stat-mech
Stochastic energetics and thermodynamics at small scales
在非常小的尺度上，像功和热这样的热力学能量交换变得与系统的热能相当，这导致了不寻常的现象，比如瞬态违反第二定律。我们探讨了这些系统的一般特点，使用随机热力学的框架，并提供了一个初步的概述的基本概念。在这里，我们试图把一些积极追求的主题，如时间箭头，第二定律的信息增益的影响，使用克鲁克斯定理和热力学不确定性关系的生命起源的解释简单的术语。
2019-06-23 cond-mat.stat-mech
Collective Dynamics from Stochastic Thermodynamics
从随机热力学的观点出发，导出了描述全局耦合XY模型中有序-无序跃迁附近和仓本模型中同步-去无序跃迁附近的集体动力学方程.一种新的思维方式是将宏观变量的确定性时间演化解释为热力学系统的外部操作。然后我们发现，不可逆功决定了集体动力学的方程。在分析仓本模型时，我们采用了广义的不可逆功的概念，它源于与稳态热力学相关的非平衡恒等式。
2014-12-31 cond-mat.stat-mech
The underdamped Brownian duet and stochastic linear irreversible thermodynamics
在我们早期工作的基础上（Proesmans et.例如，物理学~修订版~ X \textbf{6}（2016），041010），我们引入欠阻尼布朗二重奏作为耗散系统或工作到工作引擎的原型模型。随机热力学理论的几个最新进展与明确的分析计算和相应的朗之万模拟说明。特别是，我们讨论了Onsager-Casimir对称性，功率，效率和耗散之间的权衡关系，以及随机效率。
2017-04-07 cond-mat.stat-mech
Entropy and Thermodynamic second laws: New perspective - stochastic thermodynamics and fluctuation theorems
最近，在热力学第二定律问题上有了相当大的进展，这就是众所周知的熵增加定律或不可逆性。特别是，一种新的对称性称为Gallavotti-Cohen对称性被发现在非平衡（NEQ）波动，这导致了所谓的波动定理。热力学第二定律是涨落定理的一个简单的推论，人们可以从涨落定理中定量地预测NEQ过程违反熵增加定律的频率。违反消失在热力学极限，但可以观察到合理的小系统。本文简要介绍了随机热力学，并导出了各种涨落定理，包括总熵产生、功-自由能关系、过剩和持家熵以及信息熵。
2018-05-15 cond-mat.stat-mech
Irreversible thermodynamics and Glansdorff-Prigogine principle derived from stochastic thermodynamics
本文从随机热力学推导不可逆热力学方程及Glansdorff-Prigogine极值原理，证明熵产生率为通量凸函数，过剩熵产生非负，并在无温度梯度时将其Lyapunov函数识别为热力学势。
2025-01-27 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics for "Maxwell demon" feedbacks
我们提出了一种方法，将一类特定的反馈过程的影响随机热力学。这些“麦克斯韦恶魔”反馈不影响系统能量学，而只影响系统状态之间的能量势垒（以取决于系统状态的方式）。因此，它们具有纯粹的信息性质。我们表明，由此产生的形式主义可以应用于研究的反馈过程中作用于电子转移通过结的热力学效应。
2012-07-09 cond-mat.stat-mech
Fluctuation theorems in general relativistic stochastic thermodynamics
本工作基于广义相对论随机力学与热力学框架，聚焦轨迹层面，重新表述第一定律并证明涨落定理，强调完全广义协变性与观测者选择。
2025-02-03 cond-mat.stat-mech gr-qc
Repeated interactions and quantum stochastic thermodynamics at strong coupling
将重复相互作用的热力学框架推广到与热浴接触的任意开放量子系统。基于这些发现的理论，然后扩展到任意测量系统上进行。这构成了强耦合量子热力学中直接实验可检验的框架。通过构造，它提供了许多量子随机过程和量子因果模型与一致的热力学解释。该设置可以进一步使用，例如，严格调查非马尔可夫性和非平衡态热力学之间的相互作用。
2019-10-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic Thermodynamics of Learning
事实上，每一种生物都在收集关于其嘈杂环境的信息，并根据这些数据建立模型，主要是使用神经网络。在这里，我们使用随机热力学分析学习的分类规则的神经网络。我们表明，由网络获得的信息是有界的学习的热力学成本，并介绍了学习效率$η\le1$。我们讨论了最优学习的条件，并在热力学极限下分析了Hebbian学习。
2016-11-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stochastic thermodynamics in the quantum regime
本文建立了一种描述受驱动的失平衡开放量子系统的随机热力学的形式。一个随机的薛定谔方程允许构建量子轨迹描述的动态系统状态矢量的存在下，最终监测的环境。热力学量定义在单量子轨道水平，独立于任何能量测量，在协议的任何时间。因此，我们确定相干的贡献，没有经典的同行，导致量子涨落的热力学量。这种形式主义最终导致熵的中心涨落定理，扩展了经典随机热力学中的量子机制结果。的热印记的相干性的Jarzynski平等的一个简单的实施进行了研究，开辟了途径的热力学方法去相干。
2016-10-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic Thermodynamics of Non-Linear Electronic Circuits: A Realistic Framework for Computing around kT
我们提出了一个一般的形式主义的非线性电子电路的随机一致性模型的建设。构成电路的器件可以具有任意的I-V曲线，并且可以包括隧道结、二极管和亚阈值操作中的MOS晶体管等。我们提供了一个全面的分析这些模型的随机非平衡态热力学，确定相关的热力学势，表征的不可逆熵产生的不同贡献，并获得不同的波动定理。我们的工作提供了一个现实的框架，研究与电子电路计算热力学。我们证明了这一点，通过构建一个随机模型的CMOS反相器。我们发现，确定性分析是唯一兼容的假设的平衡波动，并分析了如何非平衡波动诱导偏离其确定性的传递函数。最后，建立在CMOS反相器，我们提出了一个全CMOS设计的概率位（或二进制随机神经元）利用固有噪声。
2021-05-18 cond-mat.stat-mech
Geometrical aspects of entropy production in stochastic thermodynamics based on Wasserstein distance
研究了Fokker-Planck方程的最优输运理论与随机热力学之间的关系。我们表明，熵产生的下限是由$L^2$ -Wasserstein距离的路径长度测量的行动。由于$L^2$ -Wasserstein距离是最优输运理论的一个几何度量，我们的结果意味着熵产生的几何解释。基于这种解释，我们得到了一个过渡时间和熵产生之间的热力学权衡关系。这种热力学的权衡关系被认为是一个热力学的速度限制，它给出了一个更严格的界限的熵产生。我们还讨论了随机热力学的子系统，并推导出一个下界的部分熵产生作为推广的信息热力学第二定律。我们的形式主义也提供了一个几何图片的最佳协议，以尽量减少熵产生。我们说明了这些结果的最佳随机热机和效率的几何界限。
2021-10-29 cond-mat.stat-mech
Stochastic Thermodynamics of oscillators networks
我们应用随机热力学的形式主义来描述复杂的Langevin和Fokker-Planck方程系统的动力学。我们特别提供了一个简单而通用的配方来计算非线性振荡器网络的耗散电流，耗散和传播热。利用热力学力和通量的Hodge分解，我们导出了一个熵产生公式，它推广了非势力的概念，并使任意远离平衡态的细致平衡和时间反演对称性的破缺变得透明。我们的形式主义，然后应用到描述的非平衡态热力学的几个例子，特别是连续铁磁体，网络的经典自旋振荡器和Frenkel-Kontorova模型的纳米摩擦。
2018-10-01 cond-mat.stat-mech
The Zeroth Law of Thermodynamics and Volume-Preserving Conservative Dynamics with Equilibrium Stochastic Damping
我们提出了热力学第零定律的数学公式，并开发了一个随机动力学理论，具有一致的不可逆热力学，系统具有持续的保守的稳态电流在相空间中，而在平衡与热浴。该理论推广了欠阻尼力学平衡：$dx=gdt+\{-D\nablaϕdt+\sqrt{2D}dB(t)\}$，其中$\nabla\cdot g=0$和$\{\cdots\}$分别代表相体积保持动力学和随机阻尼。第零定律意味着平稳分布$u^{ss}(x)=e^{-ϕ(x)}$。我们发现正交性$\nablaϕ\cdot g=0$作为系统的一个标志。基于时间反演$\big(t,ϕ,g\big)\rightarrow\big(-t,ϕ,-g\big)$的随机热力学公式：熵产生$e_p^{\#}(t)=-dF(t)/dt$ ;广义“热”$h_d^{\#}(t)=-dU(t)/dt$，$U(t)=\int_{\mathbb{R}^n} ϕ(x)u(x,t)dx$是“内能“，“自由能”$F(t)=U(t)+\int_{\mathbb{R}^n} u(x,t)\ln u(x,t)dx$从不增加。熵遵循$\frac{dS}{dt}=e_p^{\#}-h_d^{\#}$。我们的公式被证明是符合P. Ao的早期理论。讨论了它与其它理论，势流分解，奇偶变量随机Hamilton系统，Klein-Kramers方程，Freidlin-Wentzell理论，GENERIC…
2013-12-20 cond-mat.stat-mech math-ph math.DS
Thermodynamically Consistent Lindbladians for Quantum Stochastic Thermodynamics
本文提出一个基于局部量子细致平衡的 Lindblad 框架，用于研究开放量子系统的非平衡热力学，推导功和热的联合涨落定理及最优协议，并修正量子布朗运动主方程以优化热力学过程。
2025-02-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Linear stochastic thermodynamics for periodically driven systems
线性随机热力学理论是为与单个储层接触的周期性驱动系统而发展的。适当的热力学力和通量确定，从马尔可夫过程的熵产生。Onsager系数进行评估，Onsager-Casimir关系进行了验证，并给出了明确的表达式的扩展的傅立叶分量。结果示出了一个周期性调制的两电平系统，包括功率输出的优化。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of entropic transport
塞弗特利用“随机系统熵”的概念导出了扩散过程的精确涨落关系。在这篇文章中，我们将他的形式主义推广到熵输运。我们引入相对随机熵的概念，或“相对熵”，并用它来推广塞弗特的系统/介质分解的总熵。这一结果允许将随机热力学的概念应用于受限几何形状中的扩散过程，例如离子通道、细胞孔或纳米多孔材料。它可以看作是Esposito的扩散过程的等价物和Sesperier的广义涨落定理的“麦克斯韦恶魔反馈”。
2012-11-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stochastic Thermodynamics of Micromagnetics
本文通过含噪 sLL 方程描述微磁系统，建立轨迹与系综层面的热力学定律及涨落定理，并用数值模拟验证。
2024-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Underdamped stochastic thermodynamic engines in contact with a heat bath with arbitrary temperature profile
我们研究接触热浴，可能有一个任意的随时间变化的周期性温度分布的热力学过程。在随机热力学的框架内，和模型的热动力发动机在理想化的情况下，欠阻尼颗粒在低摩擦制度，我们推导出明确的界限，以及最优控制协议，绘制最大功率，并实现最大效率在任何指定的功率水平。
2022-04-04 cond-mat.stat-mech math.OC
Thermodynamic cost of Brownian computers in the stochastic thermodynamics of resetting
本文在重置随机热力学框架下，研究首通时间协议中逻辑可逆布朗图灵机的热力学代价，提出用经验逗留时间近似分布概率，并通过Gillespie算法数值分析重置熵产生。
2023-06-14 cond-mat.stat-mech
Bounds on the rates of statistical divergences and mutual information via stochastic thermodynamics
该研究基于随机热力学推导了适用于任意随机动力学的f-散度与互信息速率的通用上界，揭示了其与时间Fisher信息、熵产生的关联，并给出了在物理与神经科学领域的应用。
2025-03-24 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Stochastic thermodynamics under coarse-graining
本文给出了具有多个储库的开放系统的随机热力学一般公式。通过引入一个分区的“宏观状态”（例如集的“微观状态”），对系统的热力学描述的后果进行了详细研究。当宏观态中的微观态迅速热化时，微观理论的整个结构在宏观态水平上恢复。当这些微观状态保持不平衡，导致对熵平衡的额外贡献时，情况并非如此。我们的一些结果说明了两个耦合量子点的模型。
2011-12-22 cond-mat.stat-mech
Classical and quantum stochastic thermodynamics
随机热力学提供了一个框架，描述系统的热力学平衡。它是基于这样的假设，即基本成分受到随机力的作用，产生随机动力学，在这里由福克-普朗克-克拉默斯方程表示。我们强调的作用，不可逆的概率流，消失的热力学平衡的特点，并产生一个特殊的波动和耗散之间的关系。与热力学的联系是通过定义能量函数和熵以及熵产生的速率来获得的。量子演化方程是Fokker-Planck-Kramers方程的正则量子化，它提供了对量子系统的扩展。给出了一个不可逆系统的例子，该系统是一个非平衡定态，熵不断产生。给出了通量与路径积分之间的关系。
2020-06-25 cond-mat.stat-mech
