Stochastic thermodynamics in the quantum regime: From quantum measurement to quantum trajectories
本文建立了一种新的形式来研究非平衡量子系统的随机热力学，其中随机性主要来自于量子测量。在没有任何浴的情况下，我们定义了一个纯量子分量的热交换，对应于测量反作用引起的能量波动。通过为量子测量提供一个中心位置，我们的形式主义弥合了量子光学和量子热力学之间的差距：测量引起的不可逆性的热签名被确定在一个简单的实现Jarzynski等式，而量子热力学揭示了教科书中的量子光学悖论轨迹。
2016-10-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum stochastic thermodynamics: A semiclassical theory in phase space
本文提出一种基于相空间半经典处理的量子多体系统随机热力学形式体系，利用随机 Fokker-Planck 方程定义热力学量并推导守恒定律与涨落定理，为量子热力学提供了独立于两点测量方案的实验验证新途径。
2024-12-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Trajectory Approach to the Stochastic Thermodynamics of a Forced Harmonic Oscillator
我制定了一个量子随机热力学的量子轨迹的连续监测强迫谐振子耦合到热库。一致的依赖于熵的定义，介绍了工作，热量和熵，通过工程的热库从一系列的两级系统。在这种形式主义的不可逆性和熵产生之间的联系进行了分析和证实，证明了一个详细的量子轨道的涨落定理。最后，可能的实验验证进行了讨论。
2012-02-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamics of quantum-jump trajectories of open quantum systems subject to stochastic resetting
我们考虑马尔可夫开放量子系统服从随机重置，这意味着耗散时间演化在随机分布的时间被重置到初始状态。我们表明，随后的动力学是非马尔可夫的，并有一个广义的林德布拉德方程的形式。有趣的是，量子跳跃的统计可以精确地推导出来。这是通过将量子跳跃轨道的热力学技术与重置动力学的更新结构相结合来实现的。我们考虑作为我们的分析的一个应用程序的驱动两电平和间歇三电平系统。我们的研究结果表明，随机重置可以利用作为一种工具来定制的量子跳跃轨迹和开放量子系统的动力学相位的统计。
2022-10-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
An operational approach to quantum stochastic thermodynamics
我们建立了一个量子随机热力学的框架，完全基于实验可控，但在离散时间的任意干预。使用标准假设的系统浴动力学和见解，从重复的相互作用框架，我们定义内能，热，功和熵的轨迹水平。第一定律（在轨迹水平）和第二定律（平均）的有效性被建立。该理论自然地允许处理不完整的信息，并且能够在基于轨迹的描述和集合级描述之间平滑地插值。我们用我们的理论来计算最近的实验报告的光子数态的稳定，使用实时量子反馈控制的热力学效率。特别注意的是也支付给我们的一般理论，在那里我们恢复或对比它与以前的结果的限制情况。我们指出了各种有趣的问题，该理论能够严格解决，如热力学中的量子效应的检测。
2019-08-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Classical stochastic approach to quantum mechanics and quantum thermodynamics
本文从底层经典粒子系统的随机描述出发，推导出量子力学与量子热力学方程，得到 Lindblad 型协方差方程，并在相位噪声下恢复薛定谔方程与量子刘维尔方程。
2023-09-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamics of Quantum Causal Models: An Inclusive, Hamiltonian Approach
操作量子随机热力学是最近提出的一种研究开放系统热力学的理论，它基于严格的量子随机过程或量子因果模型的概念。在那里，一个随机轨迹是唯一的定义在实验上可访问的测量结果，作为基础，以定义相应的热力学量。与此相反，这种依赖于量子因果关系的观点，一个“黑盒子”，它的发展是统一的，可以模拟一个量子因果模型，在这里被构造。这个大的孤立系的量子热力学可以用广泛接受的统计力学的论点来研究。结果表明，由此产生的定义的内能，热量，工作，和熵有一个自然的扩展到轨迹水平。它们的规范选择与操作量子随机热力学的定义相吻合，从而为这种新框架提供了强有力的支持。然而，在随机功和热的定义中还存在一些模糊之处，并根据这些发现重新考虑了其他一些建议。最后，它表明，第一和第二定律适用于更广泛的场景比以前认为的，涵盖了一个大类的量子因果模型的基础上，仅仅是一个单一的假设，初始系统浴状态。
2020-02-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic thermodynamics of a finite quantum system coupled to a heat bath
我们考虑的情况下，一个$N$能级系统（NLS）耦合到一个热浴不一定热化。对于这种情况下，我们推导出一般Jarzinski型方程，并得出结论，热和熵是从热浴流到冷NLS，反之亦然，从热NLS到冷浴。熵的增加和热传递除以适当的温度之间的克劳修斯关系假定为两个不等式的形式，这两个不等式在文献中已经被考虑过。我们的方法说明了一个分析的例子。
2021-04-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
The role of quantum measurement in stochastic thermodynamics
本文建立了一种新的量子体系中的随机热力学研究方法，其中随机性和不可逆性主要来自于量子测量。在没有任何浴的情况下，我们定义了一个纯量子分量的热交换，对应于测量反作用引起的能量波动。能量和熵签名的测量引起的不可逆性，然后研究量子光学的正则实验，和能量成本的抵消作用退相干的特点是一个简单的状态稳定协议。通过把量子测量放在中心位置，我们的形式有助于弥合实验量子光学和量子热力学之间的差距。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-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
Quantum mechanical analogue of the zeroth law of thermodynamics. (On the problem of incorporating Thermodynamics into Quantum Theory)
这种将随机热力学纳入量子理论的方法是基于我们在前面的文章中提出的由任意真空的波函数描述的整体随机环境影响的一致包含的概念。在这项研究中，我们实现的可能性，明确纳入随机热力学第零定律的形式饱和薛定谔不确定性关系到量子理论。这允许比较分析任意真空的状态集，即压缩相干态（SCS）和相关相干态（CCS）。此外，我们比较了随机热力学的建设，使用SCS和TCCS的版本，涉及热力学纳入量子理论以前开发的基础上，热场动力学和量子统计力学的结果。
2013-03-25 quant-ph
Quantum thermodynamics in chiral two--level systems. The quantum stochastic resonance
一个朗之万正则框架内的耦合方案不同于众所周知的自旋玻色子模型的手征两能级系统耦合到一个浴的谐振子。从这个随机动力学，在马尔可夫制度和欧姆摩擦，一些标准的量子热力学函数，如能量平均和热容可以提取。特别是，特别强调了所谓的量子随机共振，这是一个协同效应的摩擦，噪声和周期性驱动发生在一个混沌系统。
2016-04-13 quant-ph
Explicit noise and dissipation operators for quantum stochastic thermodynamics
University of Lille, Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle (UGSF), CNRS UMR8576（里尔大学，结构功能糖生物学单元（UGSF），法国国家科学研究中心联合研究实验室8576）
本文提出量子随机热力学中显式噪声和耗散算子的理论框架，通过规范量子化引入新的厄米特耗散算子，建立了量子系统与环境热交换的表达，为非平衡热力学提供了新视角。
2025-07-24 math-ph math.MP quant-ph
Accelerating equilibrium isotope effect calculations: I. Stochastic thermodynamic integration with respect to mass
精确的路径积分蒙特卡罗或同位素效应的分子动力学计算直到最近都是昂贵的，因为必须减少存在于这种计算中的三种类型的误差：由于采样引起的统计误差、路径积分离散化误差和热力学积分误差。虽然统计误差可以减少维里估计和路径积分离散误差与高阶因式分解的玻尔兹曼算子，在这里，我们提出了一种方法，通过消除积分误差加速同位素效应计算。我们表明，积分误差可以完全消除通过改变粒子质量随机计算过程中，并通过使用分段线性伞偏置电位。此外，我们数值证明，这种方法不会增加统计误差。由此产生的加速同位素效应的计算证明模型谐波系统和氘代物种的甲烷。
2017-05-09 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
