Dissipative systems entropy
本文引入了广义相空间$\left( \vec{r},\vec{v},\dot{\vec{v}},\ddot{\vec{v}},... \right)$，它扩展了已知的相空间$\left( \vec{r},\vec{v} \right)$ .事实上，引入的空间是无穷维相空间。本文证明了广义相空间中的耗散系统可以看作是保守系统。结果表明，在无穷维相空间中，熵是一个常数。结果表明，向有限维相空间的转变导致耗散和熵的变化。文中给出了严格的数学结果。
2017-05-19 cond-mat.stat-mech
On the computation of the entropy for dissipative maps at the edge of chaos using non-extensive statistical mechanics
Tsallis的非广延统计力学被认为是描述低维耗散映射在混沌边缘行为的正确工具。事实上，许多不同的方法证实，对于这些系统，演化是由幂律，而不是指数，趋势;这与广义热统计学的预测相吻合。然而，在这项工作中，我们提出了一些分析的考虑，也支持一些简单的数值例子，这表明存在的矛盾在这张图片。
2002-12-09 cond-mat.stat-mech
Conditional entropy production and quantum fluctuation theorem of dissipative information: Theory and experiments
我们研究了量子条件熵产生，它从第三个系统的角度量化了系统-环境演化的不可逆性，称为参考。参考最初与系统相关。我们证明了系统的量子无条件熵产生小于参考系统的条件熵产生，其中参考系统的条件熵产生包含了参考诱导的耗散信息.耗散信息精确地指出了环境和参照物之间建立的分布相关性，即使它们不直接相互作用。当达到热平衡时，系统-环境演化的无条件熵产为零。然而，相对于参照物，条件熵产生仍然可以是非零的，它表征了参照物视角下系统-环境演化的信息非均衡性。对条件熵产生的额外贡献，即耗散信息，表征了系统为维持与参考的相关性而支付的最小热力学成本。正耗散信息也是潜在工作浪费的特征。我们证明了两点测量下的熵产生和耗散信息都遵循量子涨落定理。我们在IBM量子计算机上对耗散信息的量子涨落定理进行了实验验证。我们还提出了基于量子比特碰撞模型的例子，并证明了量子比特麦克斯韦恶魔协议中的普遍非零耗散信息。
2022-07-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
On the correct entropic form for systems with power-law behaviour: the case of dissipative maps
最大熵原理似乎并不区分Tsallis熵和Renyi熵的使用，因为它们中的任何一个都可以用来推导类似的幂律分布。在本文中，我们解决的问题是否Renyi熵是同样适合于描述这些系统的幂律行为，其中使用的Tsallis熵是相关的。本文讨论了一类特殊的动力系统，即一维耗散映射的混沌阈值，并从两个方面进行了研究：i）对初始条件和熵增加率的幂律敏感性，ii）广义比特累积量。我们提出的证据表明，Tsallis熵是更合适的熵的形式，而不是Renyi形式的研究。
2002-01-25 cond-mat.stat-mech
Quantum features of entropy production in driven-dissipative transitions
驱动-耗散跃迁的物理学是当前人们非常感兴趣的话题，特别是在量子光学系统中。这些转变发生在不平衡的系统中，因此其特征是有限的熵产生率。然而，人们对熵产生在临界点附近的行为知之甚少，而且所有这些都局限于经典系统。利用量子相空间方法，我们提出了一个框架，允许驱动耗散过渡的熵产生的完整的表征。我们的框架是专门为描述光子损失耗散量身定制的，光子损失耗散实际上是一个零温度过程，熵产生的标准理论在这个过程中崩溃了。作为应用，我们分别研究了具有连续跃迁和不连续跃迁的开放Dicke模型和Kerr模型，发现熵产生自然地分成两部分。一个与在经典系统中观察到的行为相匹配。另一个在临界点处发散。
2019-11-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entropy production dynamics in quench protocols of a driven-dissipative critical system
由于在量子光学装置中实验实现的前景，驱动-耗散相变是当前激烈研究的主题。呈现这种转变的最典型的模型是克尔模型，它预测了光学双稳态现象，其中系统可以在相同的驱动条件下松弛到两个不同的稳态。然而，这些状态本质上是不平衡的，因此其特征是不可逆熵的持续产生，这是热力学中的一个关键量化指标。在本文中，我们研究了Kerr模型的淬火方案，其中外部泵突然改变的熵产生率的动力学。这是使用最近开发的基于Husimi $Q$函数的形式来实现的，该函数特别适合于驱动耗散和非高斯玻色子系统[Phys. Rev. Res. 2，013136（2020）]。在这个框架内，熵产生可以分为两个贡献，一个是广泛的驱动和描述经典不可逆性，另一个是密集的，直接与量子涨落有关。后者，特别是，被发现揭示了高度的非绝热性，不同的亚稳态之间的淬灭。
2020-12-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Information Dimension of Dissipative Quantum Walks
研究了网络上耗散量子行走的冯诺伊曼熵的时间增长。通过使用唯象的量子主方程，量子随机行走（QSW），我们能够参数化地扫描从纯相干量子行走到纯扩散随机行走的交叉。在后一个极限中，熵呈对数增长，与网络上随机游走的信息维数成正比。在这里，我们提出的结果的冯诺伊曼熵的基础上约化密度算子的QSW。它显示了一个类似的对数增长的参数值和网络的范围很广。因此，我们提出冯诺伊曼熵的对数增长率是耗散量子系统的信息维的自然扩展。我们证实了我们的结果，通过比较数值精确的模拟。
2014-08-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Time evolution of thermodynamic entropy for conservative and dissipative chaotic maps
我们考虑了几个从远离平衡态的初始条件出发的低维混沌映射，研究了它们从松弛到平衡态的过程。在保守映射的情况下，玻尔兹曼-吉布斯熵S（t）随时间线性增加，斜率等于柯尔莫哥洛夫-西奈熵率。同样的结果也得到了一个简单的情况下，耗散系统的Logistic映射，当考虑在混沌状态。在混沌阈值处发现了一个非常有趣的结果。在这种情况下，通常的玻尔兹曼-吉布斯是不合适的，为了有一个线性增加，对于混沌的情况下，我们需要使用广义的q依赖Tsallis熵$S_q(t)$与一个特定的q值不同于1（当q=1的广义熵减少到玻尔兹曼-吉布斯）。熵指数q似乎是动力系统的特征。
2000-07-18 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Entropy and Its Quantum Thermodynamical Implication for Anomalous Spectral Systems
通过对两个典型的具有反常谱密度耗散系统的低温量子行为的研究，研究了它们的态函数熵及其量子化学意义。在所有的情况下，它被发现，熵迅速衰减，并消失的温度接近零。这与热力学第三定律有很好的一致性，为基本热力学定律在量子耗散区的有效性提供了又一证据。
2011-10-27 cond-mat.stat-mech
Information loss and entropy production during dissipative processes in a macroscopic system kicked out of the equilibrium
在宏观系统中，行为通常是可再现的，并且波动（与通常观察到的平均值的偏差）很小。但物理和生物科学中的几乎所有逆问题都是不适定的，并且这些波动被高度“放大”。使用随机热力学，我们描述了一个系统在平衡踢到一个远离平衡的状态和以下耗散过程回到平衡。从观测值在一定的时间后的反冲的大小应估计，这是这样一个不适定的反问题和波动得到相关。对于被踢的布朗粒子模型系统，给出了与时间相关的概率分布、Kullback-Leibler散度描述的关于踢量的信息损失以及由观测平均值导出的熵产生。从随机热力学的Jarzynski和Crooks等式的推导，一般踢耗散过程的波动和平均熵产生所造成的信息损失的平等。Kullback-Leibler散度的信息论解释（Kullback-Leibler散度）（Kullback-Stein引理）允许我们描述波动的影响，而无需仅从平均值方程知道它们的分布，从而得出非常适用的结果，例如，通过给出成像的空间分辨率的热力学极限。
2017-08-08 cond-mat.stat-mech
Statistical Physics on the space (x,v) for dissipative systems and study of an ensemble of harmonic oscillators in a weak linear dissipative medium
我们使用相空间位置-速度（$x,v$）来处理速度相关动力系统的统计性质，类似于耗散动力系统。在这种方法中，我们研究了线性弱耗散介质中谐振子系综的统计性质。利用晶体的德拜模型，在一阶耗散参量下，用经典和量子方法计算了熵、自由能、内能、状态方程和比热。在经典情况下，我们发现熵、状态方程和自由能依赖于耗散参数，而内能和比热不依赖于耗散参数，在量子情况下，我们发现所有的热力学量都依赖于耗散参数。
2006-07-07 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Dissipative diamagnetism with anomalous coupling and third law
在这项工作中，低温热力学行为的背景下，耗散抗磁性与异常耦合进行了分析。我们发现，有限耗散取代零耦合的指数衰减的熵在低温下的幂律行为的结果。对于欧姆浴，熵随温度$T$线性地消失，符合能斯特定理。研究还表明，在反常耦合的存在下，熵的衰减速度比通常的坐标-坐标耦合快。速度-速度耦合是保证热力学第三定律的最有利的耦合方案。研究还表明，对于本文讨论的各种耦合方案，在很低的温度下，不同的热力学函数与磁场无关。
2009-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Two-dimensional dissipative maps at chaos threshold: Sensitivity to initial conditions and relaxation dynamics
利用非广延统计力学，分析了二维映射在混沌边缘的对初始条件的敏感性和弛豫动力学。我们验证了Henon映射的熵指数的双重性质，一个（$q_{sen}<1$）与其对初始条件的对初始条件的敏感性性质有关，另一个，依赖于颗粒化（$q_{rel}(W)>1$），与其对稳态吸引子的弛豫动力学有关。我们还证实了这两个指数之间的标度律，以前发现的$z$逻辑地图。最后，我们进行了初步分析的线性版本的Henon地图（平滑Lozi地图）。我们发现所有这些$z$、Henon和Lozi映射的灵敏度性质是相同的，$q_{sen}=0.2445...$
2003-12-29 cond-mat.stat-mech
Information loss, entropy production and time reversal for dissipative and diffuse processes
在非破坏性成像中，关于样品内部的空间图案的信息必须通过某些波（例如，超声波或电磁波）传递到样品表面。在样品表面，可以检测到这些波，并从测量的信号重建内部结构。关于样品内部的信息量，这可以从样品表面上检测到的波获得，基本上是由从其激发到表面的传播的影响。散射、耗散或扩散导致熵产生和传播波的信息损失，因此导致对内部结构成像的分辨率损失。已经进行了几次尝试来补偿这些扩散或耗散效应，以获得样品内部的重建图像的更高分辨率。在这项工作中，它示出，螺旋波动限制这种补偿，因此也在一定深度的非破坏性成像的空间分辨率是有限的。我们描述了一个例子扩散和另一个耗散和随机过程建模的信息损失。对于这两个示例，热力学熵产生等于信息的损失，这导致重建图像中可实现的空间分辨率的理论限制。
2013-03-19 cond-mat.stat-mech
Comments on "Maximum or minimum entropy production ? How to select a necessary criterion of stability for a dissipative fluid or plasma"
在最近的论文Phys. Rev E 81，041137（2010）中，作者试图导出耗散流体和等离子体稳定性的十个必要条件。假设局部平衡原理是有效的，这些判据仅由热力学第一和第二热力学定律得到。Onsager互惠关系没有被调用，作者的结果应该是有效的，独立的边界条件的选择。本文与Glansdorff-Prigogine在1954年和1970年建立的一般理论相一致，证明了当系统在Onsager区域外时，不存在表达对流耗散系统稳定性必要条件的变分原理。特别是，我们将证明，基本方程构成的出发点的分析，作者试图推导出十个必要条件的稳定性，涉及磁流体力学效应，是不正确的，在矛盾的法律热力学的不可逆过程。
2012-09-03 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Entropy production and the geometry of dissipative evolution equations
耗散演化方程通常被转换为梯度流结构$\dot{\mathbf{z}}=K(\mathbf{z})DS(\mathbf{z})$，其中感兴趣的变量$\mathbf{z}$根据由算子$K$定义的度量朝向泛函$S$的最大值演化。虽然功能通常直接从物理考虑（例如，热力学熵），算子$K$和相关的几何形状不一定如此（例如，Wasserstein几何扩散）。在本文中，我们提出了一个变分声明的意义上的最大熵产生，直接提供之间的关系的运营商$K$和系统的约束。特别是，瓦瑟斯坦度规自然地产生于质量或能量守恒，并取决于昂萨格电阻率张量，其本身可以被理解为另一种度规，如最陡熵上升形式主义。这个新的变分原理的例子在这里的开放系统中的守恒量和非守恒量的同时发展。因此，它扩展了经典的昂萨格通量力关系和相关的变分声明的变量，没有一个通量与他们。我们进一步表明，度规结构$K$是密切相关的著名的Freidlin-Wentzell理论的随机扰动梯度流，并建议的变分原理包含一个无限维的波动耗散语句。
2015-11-05 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Maximum configuration principle for driven systems with arbitrary driving
根据上下文，术语熵用于热力学量，可用选择的度量，测量信息的量，或者在统计推断的上下文中，最大配置预测器。对于处于平衡状态的系统或没有记忆的过程，熵的这些不同概念的数学表达式似乎是所谓的玻尔兹曼-吉布斯-香农熵，H.对于有记忆的过程，如驱动-或自增强-过程，这不再是真的：不同的熵概念导致通常不同于H的不同泛函。在这里，我们专注于最大配置熵（预测经验分布函数）的驱动耗散系统的背景下。我们开发了相应的框架，并推导出描述可观察状态分布的熵泛函，作为驱动过程细节的函数。我们这样做的样本空间减少（SSR）的过程，这提供了一个易于分析的模型驱动耗散系统的可控驱动。对于任意驱动的非平衡系统，最大组态熵存在一个一致的框架，这一事实开启了导出这种驱动耗散系统的完整统计理论的可能性。这就为我们提供了必要的技术手段，以便根据统计理论推导出驱动过程的热力学理论。我们讨论了驱动系统的勒让德结构。
2018-11-02 cond-mat.stat-mech
Wasserstein-2 gradient flows and the geometry of entropy production in classical and quantum stochastic thermodynamics
Universidad de La Laguna（拉古纳大学）；Instituto Universitario de Estudios Avanzados (IUdEA), Universidad de La Laguna（拉古纳大学高级研究研究所）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；ICREA-Complex Systems Lab, Pompeu Fabra University（庞培法布拉大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本文基于自由能梯度流产生的Wasserstein-2结构，统一描述了经典和量子热力学中熵产生的几何，并推广到包含保守动力学的情形，建立了纯耗散与哈密顿-耗散几何之间的等价界限，恢复了线性响应的热力学长度。
2026-05-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Statistical Entropy of Open Quantum Systems
耗散量子系统经常在所谓的“系统加库”方法的框架内描述。在这项工作中，我们分配他们的描述最大熵形式主义和比较所产生的热力学性质与那些行之有效的方法。由于与热库的不可忽视的耦合，这些系统本质上是非扩展的，并且前一项任务可能需要使用非扩展的参数相关信息熵。在这样做时，我们解决的问题，选择适当的形式，这些熵，以描述一个一致的热力学耗散量子系统。然而，即使选择了这些熵的最成功和最流行的形式，我们也已经证明了我们的模型是一个反例，这种方法会导致我们得出错误的结果。
2016-12-08 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium identities and response theory for dissipative particles
从耗散经典系统的非平衡态出发，导出了一些非平衡态恒等式，如积分涨落定理和Jarzynski等式。由于积分涨落定理的存在，我们可以很自然地对远离平衡态的耗散经典系统引入类熵量。我们还导出了广义格林-久保公式作为非平衡态附近定常动力学的非线性响应理论。我们数值验证了推导公式的有效性剪切无摩擦颗粒。
2013-08-29 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium stochastic processes: Time dependence of entropy flux and entropy production
本文从Fokker-Planck方程和熵平衡方程出发，用熵通量和熵产生等物理量研究了在无非平衡约束和有非平衡约束条件下，由外部Ornstein-Uhlenbeck噪声驱动的耗散动力学系统的弛豫.非平衡约束，耗散和噪声的相互作用揭示了一些有趣的极端性质的熵通量和熵产生的时间依赖性。
2002-05-24 cond-mat.stat-mech
Physical swap dynamics, shortcuts to relaxation and entropy production in dissipative Rydberg gases
致密里德伯气体是一种非平衡系统，其中强的密度-密度相互作用产生有效的动力学约束。它们引起与高度约束的多体构型相关的动态停滞，导致缓慢松弛和玻璃态行为。多组分里德伯气体具有额外的长程相互作用，如激发交换。这些类似于用于人工加速经典玻璃形成者的原子模型模拟中的弛豫的粒子交换。然而，在里德伯气体中，交换是真实的物理过程，它提供了弛豫的动力学捷径。它们允许在实验中加速接近定态，同时对非平衡定态产生影响。特别是它们与辐射衰变过程的相互作用放大了动力学的不可逆性，我们通过定态熵产生来量化这种影响。我们的工作突出了一个有趣的类比真正的动力学过程中的里德伯气体和人工动力学基础先进的蒙特卡罗方法。此外，它提供了一个量化的特征的戏剧性的影响互换的结构和动力学的固定状态。
2019-07-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Effective field theory for dissipative fluids (II): classical limit, dynamical KMS symmetry and entropy current
在本文中，我们进一步发展arXiv：1511.03646中提出的波动流体动力学。我们首先详细地计算出流体动力作用量的经典极限，它具有许多简化。特别是，这使得在存在任意外部场的情况下，物理时空中的作用的透明公式化成为可能。它还有助于澄清与字段重新定义和框架选择有关的问题。然后，我们提出的行动是不变的$Z_2$对称性，我们称为动力学KMS对称性。动力学KMS对称性在物理上等价于先前提出的经典极限下的局部KMS条件，但更便于实现和更一般。它不仅适用于受背景场扰动的热密度矩阵，而且适用于任何局域平衡态。最后，我们详细阐述了包含一些新特征的共形流体的公式，并给出了中性共形流体的二阶导数熵流的显式表达式。
2017-02-24 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-ph
Relaxation to a Parity-Time Symmetric Generalized Gibbs Ensemble after a Quantum Quench in a Driven-Dissipative Kitaev Chain
广义吉布斯系综的构造是基于最大熵原理的，孤立的可积量子多体系统在量子猝灭后弛豫到广义吉布斯系综。相比之下，没有普遍的和模型无关的定律来支配开放量子系统的弛豫动力学和定态，它们受到马尔可夫驱动和耗散。然而，正如我们所展示的，如果产生系统动力学的Liouvillian具有宇称-时间对称性，那么在量子猝灭之后，驱动耗散系统的弛豫实际上可以由最大熵系综来确定。专注于一个驱动耗散Kitaev链的具体例子，我们表明，类似于孤立的可积系统，宇称时间对称广义吉布斯系综的方法变得明显的局部观测量和动力学的子系统熵的放松。相比之下，由Kitaev链的非平凡非埃尔米特拓扑引起的费米子宇称的定向抽运代表了驱动耗散系统中驰豫动力学所特有的现象。当耗散强度增加时，宇称-时间对称性在一个有限的临界值处被破坏，这就构成了一个急剧的动力学转变，从而限制了最大熵原理的适用性。我们表明，这些结果，我们得到的具体例子的Kitaev链，适用于广泛的类的非相互作用的费米模型，我们讨论了他们的推广到一个非相互作用的玻色子模型和相互作用的自旋链。
2022-11-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Large deviations and Gallavotti-Cohen principle for dissipative PDE's with rough noise
研究了一类受无界反冲力扰动的耗散偏微分方程。在某些自然假设下，解的整数倍约束构成一个齐次马尔可夫过程。假设噪声对空间变量是粗糙的，并且具有非退化律，我们证明了所讨论的系统满足τ-拓扑中的大偏差原理。在一些额外的假设下，我们建立了一个Gallavotti-Cohen型对称的熵产生泛函的速率函数和严格的积极性和有限性的平均熵产生在平稳制度。后者的结果适用于强非线性耗散的偏微分方程。
2014-10-17 cond-mat.stat-mech math-ph math.AP
How to find the evolution operator of dissipative PDEs from particle fluctuations?
耗散过程存在于大多数科学领域，通常可以抽象地写成$\partial_t z = K(z) δS(z)/δz$，它是熵的梯度流$S$。虽然已经开发了各种技术来计算熵，但从底层粒子模型计算算子$K$是一个长期存在的重大挑战。在这里，我们表明，离散化的扩散算子$K$可以通过一个无限维的波动耗散关系，粒子的波动数值计算，提供了局部平衡的粒子与高斯波动。该方法的一个显著特点是，$K$可以完全预先计算，使宏观模拟的任意可接受的初始数据，而不需要进一步的粒子模拟。我们测试这种粗粒化过程中的零程过程在一个空间维度，并获得了良好的协议与宏观密度演化的解析解。这个例子作为一个新的多尺度范例的蓝图，其中完全耗散演化方程-而不仅仅是参数-可以从粒子数值计算。
2018-11-15 cond-mat.stat-mech math-ph math.DS
Non-dissipative effects in nonequilibrium systems
研究活动参数的作用和时间对称路径变量的性质构成了非平衡物理学的重要组成部分，所以我们认为。相关的变量是停留时间和不同国家之间的无向交通。参数是反应性、逃逸率和可接近性，以及它们如何可能依赖于强加的驾驶。所有这些都是对统计力量、反应和波动的狂热贡献，即使在远离平衡的静态分布中也是如此。由于这些时间对称的方面可以独立于熵的产生而变化，我们称由此产生的效应为非耗散的，在传统上直到最近才被统计力学包括在内的非平衡特征中排名。这些效应可能与局部化有关，例如在负微分电导率中，在堵塞或玻璃状行为中或在热化的减缓中。活动可以决定物理流偏离平衡的方向，而定态分布的性质，包括它的粒子数反转，并不像平衡时那样由能量熵含量决定。非耗散效应的普遍存在和理论思考中的狂热贡献，促使人们对平衡之外的统计力量有了更可操作的理解，而平衡之外的统计力量似乎提供了这样一种频率计量法。
2017-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.ed-ph
