Coherence manipulation in asymmetry and thermodynamics
本文在可获取自由能源并允许催化的条件下研究量子相干性的操控，证明任意相干性可被任意放大且系统—催化剂关联可被任意抑制，为普遍量子热力学定律奠定基础。
2025-03-19 quant-ph
Coherence and measurement in quantum thermodynamics
热力学是一个非常成功的宏观理论，广泛应用于自然科学和日常设备的建设，从汽车发动机和冰箱到发电厂和太阳能电池。随着热力学先于量子理论，现在的研究旨在揭示控制有限尺寸系统的热力学定律，这些系统还可能具有量子效应。在这里，我们确定的信息处理任务，所谓的"投影"，只能在量子力学的框架内制定。我们表明，这样的投影的物理实现可以来一个非平凡的热力学工作，只有量子态与相干。这与朗道首先研究的信息擦除形成对比，后者的热力学功成本适用于经典擦除和量子擦除。影响是深远的，在量子热力学实验中进行的测量增加了热力学维度，并为未来量子热力学框架的构建提供了关键输入。讨论了量子功涨落关系和热力学单激发方法的修正。
2015-09-18 quant-ph
Thermodynamics of Coherence-Selective Quantum Reset Protocols
Aalto University（阿尔托大学）；Loughborough University（拉夫堡大学）
本文研究了二次开放量子系统中相干选择性脉冲重置的精确理论，探讨了相干存活与热力学成本的关系，提出了一种参数化的重置通道，揭示了相干最优与热力学最优协议的差异。
2026-04-18 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
Quantum Thermodynamics and Quantum Coherence Engines
量子效应在计算和通信等技术中的优势已经得到了充分的认识，并且已经证明了一些设备，如量子计算机和通信链路，表现出优于其经典对应物的优势。信息和能源之间的密切关系促使我们探索在能源技术中是否可以找到类似的量子效益。对更广泛的一类信息能量机器的性能极限的研究是迅速兴起的量子热力学领域的主题。将经典物理定律推广到量子领域绝非易事。这篇简短的评论介绍了最近在这一基本方向上的一些努力，并重点介绍了量子热机及其效率界限，当利用非热资源，特别是那些包含量子相干性和相关性的能量。
2020-09-09 quant-ph
Quantum Coherence as a Thermodynamic Resource Beyond the Classical Uncertainty Bound
Xiamen University（厦门大学）；Beihang University（北京航空航天大学）
研究非平衡系统中量子相干在热力学不确定性界限里的作用，通过结合量子克拉美 - 罗不等式与戴森级数展开，推导出广义TUR，以三能级量子微波激射器为例证明稳态相干可超经典极限，为连接经典与量子不确定性关系提供统一框架。
2026-07-13 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
Hierarchy of Qubit Dynamical Maps in the Presence of Symmetry and Coherence
该研究探究对称性与量子热力学变换的关系，证明U(1)守恒约束热操作的层级，提出借助奇宇称环境相干性打破层级的双量子比特方案，验证了量子相干性在功提取等场景的热力学增益。
2025-09-05 quant-ph
The heat and work of quantum thermodynamic processes with quantum coherence
能量通常通过两个独立的路径被划分为热和功，这两个路径对应于量子系统的本征能量或概率分布的变化。各种量子热力学过程的热和功的差异在文献中还没有得到很好的表征。在这里，我们展示了量子机器中的工作是如何与等容、等温和绝热过程有区别的。我们证明了量子等容和等温过程中的能量交换仅仅依赖于本征能量或几率分布的变化。然而，对于非绝热量子演化中的含时系统，表征量子相干性的不同量子态之间的跃迁会影响系统的基本热力学性质，因此，对于微观一般含时系统，热和功的一般定义应予以澄清.通过在量子自旋进动的精确可解动力学中引入相干效应，将内能严格转化为热力学绝热过程中的功。研究表明，量子绝热过程是热力学绝热过程的充分过程，但不是必要过程。
2017-11-10 quant-ph
Low-temperature thermodynamics with quantum coherence
热操作是非平衡态量子热力学的操作模型。在能级之间缺乏相干性的情况下，在热操作下的精确状态转变条件在称为热优化的数学关系方面是已知的。但是，即使在相对容易处理的模型下，其中所有的吉布斯状态保持量子信道都包括在内，纳入相干性也是具有挑战性的。在这里，我们找到了一个数学概括的热操作在低温下，“冷却地图”，我们得出的必要和充分的状态转换条件。冷却地图，饱和最近发现的相干转移的界限是可实现的热操作，促使我们推测，所有的冷却地图是热操作。冷却地图，虽然不太保守的热操作的概括，是更易于处理的吉布斯保存操作，这表明在一般温度下的冷却地图样的模型可以用于获得有关热操作的洞察力。
2015-08-09 quant-ph
Quantum coherence can be transformed into heat
热力学第一定律重申了能量守恒定律。它将系统的能量变化分为两部分，热量和功。虽然在经典热力学中对热和功的定义没有歧义，但它们在量子体系中的分类并不那么明显。因此，热力学的热力学第一定律在量子体系中就成了问题。然而，最近的研究表明，如果考虑到量子相干性对系统内能变化的贡献，热力学热力学第一定律可以推广到量子领域。本文利用非耗散通道下的二能级原子系统研究了热力学第一定律在某些量子变换中的新形式。在我们的工作中，我们获得了一个新的结果，量子相干性可以转化为热量，热量可以消散到环境中。
2023-01-18 quant-ph
Perturbative approach to the first law of quantum thermodynamics
Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）；SENAI CIMATEC（塞纳伊西马特克中心）；EMBRAPII CIMATEC Competence Center in Quantum Technologies（量子技术能力中心（EMBRAPII CIMATEC））；Universidade Federal do Oeste da Bahia（巴伊亚西部联邦大学）
本文通过时间依赖的微扰框架研究量子热力学第一定律中能量交换的分解问题，推导了工作、热量和相干贡献的微扰修正，并展示了相干项可以分解为相干热量和相干工作，从而解决了之前关于量子第一定律解释的不一致问题。
2026-05-19 quant-ph
Steady-state coherence in multipartite quantum systems: its connection with thermodynamic quantities and impact on quantum thermal machines
本文研究多体量子系统非平衡稳态下子系统间相干性对功流和热流的贡献，建立相干性与热力学量的显式联系，并展示该方案可灵活实现制冷机、热机和加速器功能。
2025-02-06 quant-ph
Thermodynamics of quantum coherence
量子退相干被视为破坏量子资源的不可逆性的不希望的来源。量子相干性似乎是一种在热力学平衡时消失性质。远离平衡，量子相干性挑战卡诺引擎中热力学浴的经典概念，影响量子传输的效率，导致违反傅立叶定律，并且可以用于动态控制状态的温度。然而，量子相干性在热力学中的作用还没有完全被理解。在这里，我们表明，相对于它的退相干态的量子相干性的状态的相对熵捕获其偏离热力学平衡。因此，量子相干性的变化可以导致没有相关温度的热流，并影响熵产生率。从这一点上，我们得出一个量子版本的Onsager互惠关系，表明有一个相互关系的热力学力从相干性和量子运输。量子退相干可以是有用的，并为量子输运的热力学控制提供了新的可能性。
2013-08-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
The Quantum Toll Framework: A Thermodynamic Model of Collapse and Coherence
本研究提出量子通行费框架（QTF），将量子观测重构为受熵、能量等约束的热力学渲染过程，把坍缩定义为维持相干性能耗超预算时的可检验结构阈值，拓展朗道尔原理并得到历史云室数据的实证支持。
2025-05-20 quant-ph
Thermodynamics Beyond Equilibrium in Coherent Quantum Systems
Chennai Institute of Technology（金奈理工学院）；National Atomic Research Institute（国家原子研究院）
本文提出非平衡量子热力学框架，通过结合量子相干性理论与热力学定律，揭示了熵平衡关系及非平衡条件下热力学熵的定义，阐明了量子相干性在热力学中的核心作用。
2026-10-20 quant-ph
The roles of quantum coherence in thermodynamic processes
与两组不同的本征基矢量的叠加有关的量子相干性在热力学中被认为是必不可少的。研究发现，相干因子可以通过将观测量作为系统密度算符和哈密顿量的基矢量展开来确定。我们揭示了相干性在有限时间热力学过程中的作用，如自旋进动和光子的自发发射。结果表明，自旋旋进过程中的功和自发发射过程中的热主要由相干产生。
2022-01-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
The role of quantum coherence in dimer and trimer excitation energy transfer
量子相干性资源理论的最新进展已经产生了量化量子系统相干性的措施。特别地，相干的l1-范数和相对熵已被证明是适当的相干性的量词，并已被用来研究在不同的操作任务的相干性。由于持久的量子相干性已在许多光合复合体中得到实验证实，因此一直在争论相干性是否以及如何与此类系统中已知的种群转移效率相关联。在这项研究中，我们定量研究的相干性之间的关系，量化的l1-范数和相对熵的相干性，和效率，量化的保真度，人口之间的转移在一个网络的两个级别的量子系统的终端站点。特别地，我们使用在布居转移持续时间上平均的相干性，以便在相干性和保真度之间进行定量比较。我们的研究结果表明，虽然一致性是人口转移的必要条件，有没有唯一的一致性和转移过程的效率之间的关系。
2017-11-29 quant-ph
Engineered non-Gaussian Coherence as a Thermodynamic Resource for Quantum Batteries
Palacký University（帕尔卡茨大学）；The Institute of Mathematical Sciences, HBNI（数学科学研究所，HBNI）
本文研究利用工程非高斯态提升量子电池的热力学性能，通过非高斯相干优化不同高斯充电器 profile 的性能，并展示热力学资源在量子储能中的应用证明。
2026-04-13 quant-ph
Transfer of scaled multiple quantum coherence matrices
多量子（MQ）NMR相干谱可以在MQ NMR中通过实验获得，可以从发送方传输到远程接收方，而不会混合不同阶数和失真的MQ相干谱。这种传输的唯一效果是发送方的密度矩阵（不同阶的MQ相干矩阵）的某些块的缩放。这种块级传输是完美状态传输的替代方案。特别地，高阶MQ-相干矩阵的相等缩放是可能的。此外，还有一些状态，可以转移到接收机保持其零阶相干矩阵。给出了在自旋1/2通信线路中，发送端和接收端分别为2个量子比特的6节点和42节点的块尺度传输的例子。
2018-09-20 quant-ph
On Quantum Coherence Effects in Photo and Solar Cells
我们证明了量子相干性可以提高各种热力学系统的量子效率。例如，我们可以提高量子点光电池、基于激光的太阳能电池和光卡诺量子热机的量子效率。我们的结果与热力学热力学定律完全一致，与A.P.Kirk，Phys.Rev.Lett. 106，048703（2011）中所述。
2011-02-01 quant-ph
Violating the Thermodynamic Uncertainty Relation in the Three-Level Maser
纳米级热机易受影响其精度的大波动的影响。热力学不确定性关系（TUR）提供了输出功率，波动和熵成本之间的权衡。这种折衷可以通过表现出量子相干性的系统来克服。这封信提供了一个研究的TUR在一个原型的量子热机，斯科维尔和舒尔茨杜波依斯脉泽。与经典参考系的比较使我们能够确定量子相干性对热机性能的影响。我们确定分析区域的相干性抑制波动，这意味着一个量子优势，以及波动增强的相干性的区域。这种量子效应不能从密度矩阵的非对角元素中预期。因为波动不是单独在稳态中编码的，所以TUR违反是超出稳态相干性的相干性的结果。虽然该系统违反了传统的TUR，它坚持最近制定的量子TUR。我们进一步表明，发动机接近常规极限运行的参数是普遍存在的，量子模型中的TUR违规并不罕见。
2021-08-03 quant-ph
Transfer of 0-order coherence matrix along spin-1/2 chain
在这项工作中，我们研究了相干矩阵沿不同长度的自旋1/2链的转移。与高阶相干矩阵不同，0阶相干矩阵只要适当地固定其元素，就可以完全变换。在某些情况下，为了提供完美的传输，扩展的接收器连同其优化的酉变换必须被包括到协议中。在这项工作中，渐近完全转移的0阶相干矩阵的无限长链被认为是一个完美的转移状态从这个渐近状态的偏差研究作为一个函数的链长度为各种大小的扩展接收器。通过0阶相干矩阵的非对角元素的任意参数传递的问题也被考虑和优化使用的酉变换的扩展接收机。
2022-09-02 quant-ph
Time-Optimal Transfer of Coherence
我们提供了精确的分析解决方案的时间最佳转移的相干性从一个自旋极化的三线性伊辛链的三倍相干性与固定的能量可用，并受到本地控制的一个不可忽略的时间成本的问题。转移的时间是最佳的，并与以前的数值结果假设瞬时局部控制一致。
2012-11-26 quant-ph
Initial quantum coherence in the thermodynamic work
我们研究了初始量子相干性在由某些参数的外部控制产生的相干过程中的作用。我们首先考虑一个激活态，并分离出能量本征态之间的量子相干性对各向异性的贡献。它被证明是有关的量子相对熵的相干性通过一个不等式，其中涉及到完全被动的状态连接到初始状态。最后，我们扩展到一般的平衡过程的分析，我们展示了如何考虑在统计工作的初始量子相干性的影响。
2020-06-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Work extraction from long-lived quantum coherence of a three-level system
School of Physics, Xi'an Jiaotong University（西安交通大学物理学院）；MOE Key Laboratory for Non-equilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter（教育部凝聚态物质非平衡合成与调制重点实验室）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本研究分析三能级系统通过偶极-单极相互作用与热浴耦合时，利用长寿命量子相干性进行功提取的方案，识别持续相干性条件，设计两种能量守恒幺正协议将相干性转化为粒子数不对称性，并提出优化协议在单次循环中提取最大可做功，突显相干性热力学优势。
2026-11-03 quant-ph
Generalized rules for coherence transfer from local to global scale
提出了一种利用路径纠缠光子对的思想实验。它的分析预测消除本地相干性，即使在无限弱纠缠。局域相干性与纠缠是完全不相容的。因此，我们可以预测和命名一种新现象，即地方和全球一致性之间的完全相互不容忍。不像位置和动量这样的不相容观测量，它们的期望值仍然可以在各自的不确定性之间的权衡下共存，局部和全局一致性之间不存在共存。这一预言如果得到证实，可能会在量子物理和量子信息理论中开辟一些新的领域。关键词：双光子，纠缠，关联，相干转移
2022-07-14 quant-ph
Thermal effects on coherence and excitation transfer
为了在小尺度上控制和利用量子特性以实现量子传输等实际应用，深入理解相干性等态的量子特性至关重要。在这里，通过引入一种简化求解动力学方程的技术，我们研究了在非零温度下通过公共浴相互作用的量子比特系统中的相干动力学。我们的结果表明，依赖于初始状态，环境温度影响的相干性和激发转移以不同的方式。结果表明，当初态为非相干态时，随着时间的增加，相干性和激发转移几率增加。但对于相干初态，我们发现了一个临界温度值，低于该温度，系统在时间上失去相干性，从而降低了激发转移的概率。因此，为了实现更高的相干值以及更高的激发转移概率，浴的温度应超过该临界值。讨论了稳态相干性和在稳态下发现激发态量子比特的概率。本文还详细讨论了熔池温度临界值与系统尺寸的关系。
2017-12-31 quant-ph
Coherence Transfer in Quantum Networks
National Cheng Kung University（国立成功大学）
本文提出一种非线性判据，通过静态和动态相干特征识别量子网络中的相干转移，适用于不同访问级别和场景的网络，实验验证了多光子纠缠网络中的相干转移。
2026-04-19 quant-ph
Diffusive lossless energy and coherence transfer by noisy coupling
在这里，我们表明，噪声耦合可以导致单个量子系统之间的扩散无损能量转移，保留量子特性，导致纠缠定态。即使在没有能量交换的情况下，相干也可能扩散流动，同时被概括地保持。即使在额外的噪声抑制了所有幺正激发交换的情况下，扩散动力学仍然存在：任意强的局部退相虽然破坏了量子关联，但并不影响能量转移。
2016-08-15 quant-ph
Unlocking thermodynamic multitasking: Exploring the functioning of two-qubit engines through coherence and entanglement
本文研究双量子比特热机在双热浴和耗散环境下的运行，揭示纠缠与相干性对运行模式、信息流和效率的影响，并确定热机与制冷机模式的最优参数区域。
2025-02-07 quant-ph
On the role of initial coherence in the spin phase-space entropy production rate
最近的研究指出，热力学相关性的品质因数-如功、热和熵产生-与系统可用的量子相干性的量有内在的依赖关系。然而，无论是cohesion阻碍或提高的价值，采取这样的量词的热力学性能还有待确定。我们证明了，当考虑有限尺寸二体量子系统通过局域非幺正通道脱离平衡态的过程中产生的熵产生时，熵产生与系统态的量子相干性之间不存在一般的单调关系.当考虑应用于适当选择的初始状态的特定形式的开放系统动力学时，可以检索这些量之间的直接对应关系。我们的研究结果要求系统研究真正的量子特征在量子过程的非平衡热力学中的作用。
2023-02-02 quant-ph
Impossibility of universal work extraction from coherence: Reconciling axiomatic and resource-theory approaches
本研究对比量子热力学中构造子理论公理方法与显式量子协议路径，证明相干性普适功提取器的不可能性，建立其与构造子不可逆性的新关联，并拓展相关应用方向。
2024-04-11 quant-ph
Sub-Riemannian Geometry and Time Optimal Control of Three Spin Systems: Quantum Gates and Coherence Transfer
在核磁共振光谱学中的许多相干转移实验，涉及耦合自旋网络，使用临时自旋去耦来产生所需的有效哈密顿量。在本文中，我们表明，显着的时间可以节省在产生一个有效的哈密顿量，如果避免自旋去耦。我们提供了时间最优脉冲序列产生一类重要的有效哈密顿在三个自旋网络。这些有效的哈密顿量对于核磁共振量子计算中的相干传输实验和量子逻辑门的实现是有用的。它表明，计算这些时间最优的脉冲序列可以减少到几何问题，涉及计算齐次空间上的次黎曼测地线。
2001-06-17 quant-ph
Experimental investigation of coherence contributions to a nonequilibrium thermodynamic process in a driven quantum system
该研究在NMR量子处理器中实验探索了驱动量子系统的非平衡热力学过程，揭示了相干性生成对不可逆熵产生的贡献，并验证了不可逆熵产生具有下界的广义克劳修斯不等式。
2024-11-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Finite-time quantum Otto engine with a squeezed thermal bath: Role of quantum coherence and squeezing in the performance and fluctuations
考虑一个有限时间量子Otto热机，它由两个等容（热接触）过程和两个幺正驱动冲程组成，在等容过程中，系统交替地耦合到一个热的压缩热库和一个冷的热库，在幺正驱动冲程中，系统与这两个热库隔离，系统的冯诺伊曼熵保持恒定.量子内摩擦和相干都是沿着驱动冲程产生的，并且在有限时间热等容线之后相干不能被完全擦除。使用全计数统计，我们提出的概率分布函数的热注入和总的工作，每个周期，这是依赖于沿每个过程的持续时间。在此基础上，我们导出了包含相干、压缩、内摩擦和有限时间热交换效应的二能级热机的总功、热效率、熵产生和功涨落等热力学量的解析表达式。然后，我们数值确定的热力学量和波动使用的参数在实验中实施。我们的结果澄清了相干和压缩的作用，在量子奥托引擎的性能和波动。
2022-05-26 quant-ph
Coherence evolution and transfer supplemented by state-restoring
量子相干性的演化伴随着一组守恒定律，只要控制这种演化的哈密顿量保持自旋激发数不变。在这一点上，凝聚力在进化过程中不会相互缠绕。使用传输线和处于初始基态的接收器，我们可以将相干性传输到接收器，而它们之间没有相互作用，{尽管有助于每个特定相干性的矩阵元素在接收器的状态中交织。因此，我们提出了一种基于接收器侧的酉变换的工具，以{解开这些元素，从而}恢复（至少部分地）发送器的初始密度矩阵的结构。具有两个量子比特发送器和接收器的通信线路被认为是实现这种技术的一个例子。
2017-08-03 quant-ph
Thermal Operations Involving a Single-mode Bosonic Bath
我们研究了在热力学定律约束下相干演化的局限性，并着重讨论了达到该界限的最优热力学操作。对于量子比特的情况下，我们发现一个热操作只涉及一个单模水库（STO），保持一般TO所允许的最大相干性。对于更高的维度，我们推导出一般的界限下的相干合并TO，并找到STO达到的界限。通过对两量子比特系统的应用，我们证明了在热力学资源理论中，擦除关联而保留边缘态不是自由的。由于STO结构简单，相干处理能力强，我们的研究结果对小量子系统热力学的理论和实验研究都具有重要意义.
2018-07-09 quant-ph
Optical coherence transfer mediated by free electrons
从理论上研究了时间调制电子束阴极发光的量子相干特性。具体来说，我们考虑CL的量子光学相关性，从电子，以前由激光场成形。这里的主要预测是发射的CL场和电子调制激光之间的相位相关性的存在，即使发射强度和光谱分布是独立的电子状态。此外，CL场的相干性扩展到激光频率的谐波。由于电子束可以聚焦到低于1埃，它们传递光学相干性的能力可以实现纳米级量子系统的超精确激发，操纵和光谱学。
2020-11-10 quant-ph
Driving Quantum Heat Engines Beyond Classical Limits through Multilevel Coherence
Institute for Quantum Science and Engineering, Texas A&M University（德克萨斯农工大学量子科学与工程研究所）；Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；Baylor University（贝勒大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文通过多能级相干调控热机有效温度，揭示其在热力学控制中的作用，提出rubidium原子作为实验实现的候选材料。
2026-04-06 quant-ph
The extraction of work from quantum coherence
量子力学性质（如相干性）和经典概念（如能量）之间的相互作用是量子热力学前沿的一个微妙话题。传统的卡诺论证限制了热向功的转换;在这里，我们批判性地评估了将相干性转换为功的问题。通过仔细考虑的所有资源中涉及的热力学变换在一个完全的量子力学处理，我们表明，存在热机器提取工作的一致性任意好。这样的机器只需要对状态的单个副本进行操作，并且可以重复使用。另一方面，我们表明，对于任何热机有限的资源，不是所有的一致性的状态可以提取的工作。然而，即使是有界热机也可以在从相干性提取功的过程中无限次地重复使用。
2016-02-22 quant-ph
Quantumness Speeds up Quantum Thermodynamics Processes
针对缺乏量化量子相干与纠缠在功提取中作用的通用方法的问题，提出热力学速度量化功提取，证明相干和真纠缠可加速功提取，提供无态层析的纠缠见证新热力学方法。
2024-06-19 quant-ph
Certifying quantum enhancements in thermal machines beyond the Thermodynamic Uncertainty Relation
本研究通过比较使用相同热力学资源的经典机器，证明在温和条件下，稳态量子热机中由扰动诱导的相干性可带来真正热力学优势，但噪声诱导相干性则无此优势，并以三个典型模型为例说明。
2025-09-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Coherences and the thermodynamic uncertainty relation: Insights from quantum absorption refrigerators
热力学的不确定性关系，最初推导出经典的马尔可夫跳跃过程，提供了一个权衡精度和耗散之间的关系，加深了我们对量子热机的性能的理解。在这里，我们研究的相互作用的量子系统相干性和热流涨落的有效性的热力学不确定性关系的量子制度。为了实现当前的统计，我们执行Redfield量子主方程的全计数统计模拟。我们重点研究稳态量子吸收制冷机，与非相干极限相比，本征态之间的非零相干可以抑制或增强制冷能力。在这两种情况下，我们发现增强的相对噪声的冷却功率（标准偏差的平均功率）的存在下，系统的一致性，从而证实了热力学的不确定性关系。我们的研究结果表明，在评估量子相干热机的性能时，需要考虑波动。
2020-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Coherence distillation machines are impossible in quantum thermodynamics
相干性在量子热力学中的作用近年来得到了广泛的研究，现在已经很好地理解，不同能量本征态之间的相干性是一种独立于其他热力学资源（如功）的资源。一个基本的悬而未决的问题是量子力学和热力学定律是否允许相干蒸馏机的存在，即，一种机器，通过可能的消耗功，以非零速率从混合态获得纯相干态。这与另一个基本问题有关：从与参考时钟（近似）同步的噪声量子时钟的许多副本开始，可以以非零速率提取纯态的同步时钟吗？令人惊讶的是，我们发现这两个问题的答案是否定的通用（满秩）混合状态。然而，在同一时间，它是可能的，以消失的误差提取纯相干态的亚线性数量。
2021-12-08 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
The role of coherence in the non-equilibrium thermodynamics of quantum systems
利用相干性的相对熵，我们分离出相干性对受驱动非平衡量子系统能量学的贡献。我们证明了不可逆功可以分为相干功和非相干功，这为在封闭量子系统的一般非平衡变换中量化相干功提供了一个可操作的判据.然后，我们研究这样的贡献在两个物理模型的驱动量子比特和踢转子。此外，我们还表明，相干生成连接到一个过程的非绝热性，它给出了占主导地位的贡献足够慢的转换。在能量本征基中产生的相干量相当于对角熵的变化，在这里我们证明它满足涨落定理。
2017-07-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Exploiting coherence for quantum thermodynamic advantage
卡诺发动机的量子模拟的引入基于由具有少量相干性的粒子组成的浴，启动了关于利用不同量子资源以增强超过标准可逆极限的热机的研究的活跃路线，重点是包含量子相干性的非热浴。在我们的工作中，我们调查的相干性的碰撞模型的热力学任务的影响，这是由一个系统相互作用，在连续的时间限制，在不同的温度下的两个浴的一系列相干的附属物。我们的研究结果表明，利用一致性作为一种资源，在机器的操作的优点，并允许它：（i）表现出非常规的行为，如外观的混合制冷机，能够同时制冷和发电的工作，和（ii）作为一个引擎或制冷机的功能与效率大于卡诺约束。此外，我们发现了一个有效的上限的热机作为一个引擎的存在下，一个连贯的水库的效率。
2022-12-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Transfer of temporal coherence in parametric down-conversion
结果表明，在参量下转换中，时间部分相干泵浦光场的相干特性完全转移到了下转换纠缠双光子场。在假设下转换的信号-空闲光子的频率带宽远大于泵浦的频率带宽的情况下，我们推导出了无限快和时间平均探测方案下下转换场的时间相干函数。我们表明，在每一个计划的相干函数分解成两个单独的相干函数，其中一个携带的泵场的整个统计信息。在泵浦是高斯谢尔模型场的情况下，我们推导出相干函数的显式表达式。最后，我们证明了时间-能量纠缠的两量子比特态的并发性受泵浦场的时间相干程度的限制。这项研究对于理解泵浦场的相关性如何表现为两粒子纠缠以及利用能量-时间纠缠进行长距离量子通信协议具有重要意义。
2017-07-20 quant-ph
Full counting statistics and coherences: fluctuation symmetry in heat transport with the Unified quantum master equation
本文利用 Unified 量子主方程实现全计数统计，研究了具有近简并能级的开放量子系统的能量流统计，发现维持相干性对准确捕捉电流及其累积量至关重要，且该方程同时具备热力学一致性和更高精度。
2022-12-21 quant-ph
Energy Cost of Creating Quantum Coherence
我们考虑的物理情况下，资源理论的一致性和热力学发挥竞争的作用。特别是，我们研究了有限的热力学资源，使用幺正操作创建量子相干性。我们首先找到从热态开始的酉操作下可以创建的最大相干性，并明确找到创建最大相干性的酉变换。由于相干性是由从热态开始的幺正操作产生的，因此它需要一定量的能量。这促使我们探索可以创建的相干性的量和幺正过程的能量成本之间的权衡。我们找到了在可用能量的约束下的最大可实现的相干性。此外，我们比较的最大相干性和最大的总相关性，可以创建在酉变换与相同的可用能量在我们的处置。我们发现，当最大相干创建有限的能量，在这个过程中创建的总的相关性是上限的最大相干，反之亦然。对于两个量子比特系统，我们表明，不存在任何幺正变换，同时创建最大的相干性和最大的总相关性与有限的能量成本。
2016-05-11 quant-ph
Experimental Extraction of Coherent Ergotropy and Its Energetic Cost in a Superconducting Qubit
该研究通过实验探讨了超导量子比特中初始态相干性对能流提取的影响，揭示了相干性在能流分配中的作用，并提出了优化初始态以提高能量效率的方法。
2025-09-29 quant-ph
Efficiency of energy transfer in a light-harvesting system under quantum coherence
我们研究了量子相干性在相互作用的二能级系统的环毂布置中的激发转移效率中的作用，模仿了在自然光合系统中发现的连接到反应中心的捕光天线。利用量子跃迁方法，我们证明了在存在量子相干能量转移和能量无序的情况下，激发从天线到反应中心的转移效率与初态的量子叠加性质密切相关.特别是，我们发现，效率是敏感的对称和非对称叠加态的基础上本地化的激发，表明初始状态的属性可以作为一个效率控制参数在低温下。
2008-04-16 quant-ph
Geometric Thermodynamics in Open Quantum Systems: Coherence, Curvature, and Work
University of Houston（休斯顿大学）
本文提出一个几何框架，用于开放量子系统中的准静态热力学，通过参数化控制流形上的动力学，研究相干、曲率和功的几何结构及热力学响应。
2026-04-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Composite Dipolar Recoupling: Anisotropy Compensated Coherence Transfer in Solid-State NMR
在粉末样品的固态NMR光谱中，偶极-偶极耦合驱动的相干转移实验的效率受到核间矢量相对于外部磁场的取向的分散的限制。在这里，我们介绍了一般的设计原则和脉冲序列，接近全偏振转换效率的所有微晶取向的粉末中的魔角旋转实验。该方法补偿由于取向依赖偶极耦合相互作用和不均匀的射频场引起的相干散焦。补偿方案非常简单地实现为补偿脉冲的支架（梳），其中可以插入要改进的脉冲序列。补偿的程度可以调整，并且应该作为整个脉冲序列的效率和长度之间的折衷来平衡。数值和实验数据表明，该补偿方案显着提高了已知的偶极再耦合固态NMR实验的效率。
2006-01-04 quant-ph
