Thermodynamic Uncertainty Relation for $f$-divergence Entropy Production
该研究提出长谷川-西山热力学不确定关系的$f$-散度扩展，引入基于广义$f$-散度的随机热力学熵产生并推导其与对称熵相关的不确定关系，扩展了热力学不确定关系的理论框架。
2025-04-16 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
Information vs Thermodynamic Entropy
该研究对比香农信息与热力学熵，指出二者存在差异，且香农信息不受热力学第二定律约束。
2024-07-12 cond-mat.stat-mech physics.data-an quant-ph
Thermodynamic entropy as a Noether invariant in a Langevin equation
研究了随机过程中热力学熵作为Noether不变量的性质。根据昂萨格理论，我们考虑热孤立系中热力学变量的朗之万方程。通过对Langevin方程的Martin-Siggia-Rose-Janssen-de Dominance作用量的分析，发现该作用量在准静态过程中具有连续对称性，从而导致热力学熵成为该对称性的Noether不变量.
2019-09-29 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics from relative entropy
热力学通常从熵和最大熵原理开始发展。我们在这里调查在何种程度上可以取代熵与相对熵有几个优点，例如在本地量子场论的背景下。我们发现最大熵原理可以用最小期望相对熵原理代替。各种系综及其热力学势可以通过相对熵来定义。我们还表明，热涨落实际上是由一个相对熵。此外，我们重新制定热力学第三定律仅使用相对熵。
2020-11-16 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
The thermodynamic entropy of a macroscopic quantum system is a continuous function of energy
熵的正确定义是统计力学和热力学之间关系的基础。它也在最近关于负温度概念有效性的辩论中发挥了重要作用。在本文中，我分析和计算大的，但有限的量子力学系统的热力学熵。这种分析的一个特点是，量子系统的热力学能量被证明是一个连续变量，而不是与离散的能量本征值。熵作为能量的函数的计算可以用从正则系综获得的热力学势的勒让德变换来进行。所得的熵表达式也能够描述具有不相称能级间距的量子系统之间的平衡。熵的这个定义保留了所有必需的热力学性质，包括满足所有热力学公设和热力学定律。证明了负温度概念与热力学原理的一致性。
2015-08-06 cond-mat.stat-mech
Minimal entropy production under thermodynamic constraints: An application of cycle decomposition for Markov chain design
我们建议使用由Cohen和Alpern引入的马尔可夫链空间的循环分解来构造具有特定特征的马尔可夫动力学。作为这种方法的应用，我们推导出产生规定的热力学电流所需的最小熵产生。
2023-03-10 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
Does von Neumann Entropy Correspond to Thermodynamic Entropy?
传统观点认为，冯诺伊曼熵对应于热力学熵，但Hemmo和Shenker（2006）最近通过攻击冯诺依曼（1955）和他的论点来反对这一观点。我认为，Hemmo和Shenker的论点失败，由于几个误解：关于热力学力学和热力学领域的适用性，关于混合状态的性质，以及近似在物理学中的作用。结果，他们的论证在所有情况下都失败了：在单粒子情况下，有限粒子情况下，无限粒子情况下。
2023-03-26 cond-mat.stat-mech physics.hist-ph
The Entropy Anomaly and the Linear Irreversible Thermodynamics
利用线性不可逆热力学和线性响应理论计算了稀胶体悬浮液的不可逆电流和熵产生率。最近在随机热力学背景下讨论的\anomalous“或\hidden“熵在这些经典框架中得到了充分的考虑。我们表明，这两个不同的配方导致相同的结果，只要当地的平衡假设，或相当于线性响应理论，是有效的。
2018-08-23 cond-mat.stat-mech
Heat and Entropy in nonextensive thermodynamics
热量和功的概念是在非广延统计力学中推导出来的，其步骤与广延统计力学中的步骤相同。
2003-01-31 cond-mat.stat-mech
Backward transfer entropy: Informational measure for detecting hidden Markov models and its interpretations in thermodynamics, gambling and causality
传递熵是信息流的一个公认的度量，它量化了两个随机时间序列之间的直接影响，并已被证明是有用的在各种科学领域。在这里，我们介绍了向后的时间序列的转移熵称为向后转移熵，并表明向后转移熵量化了它是多远，从动态到隐马尔可夫模型。此外，我们讨论了在完全不同的热力学设置的信息处理和赌博与边信息的后向传递熵的物理解释。在热力学和博弈的两种情况下，后向传递熵表征了可能损失的一些利益，而传统传递熵表征了可能的利益。我们的结果暗示了热力学和信息流存在下的赌博之间的深刻联系，并且后向传递熵将在非平衡热力学、生物化学科学、经济学和统计学中作为一种新的信息流度量有用。
2016-09-21 cond-mat.stat-mech
Heat and generalized Clausius entropy of nonextensive systems
宏观非广延热力学的研究不求助于微观统计力学。结果表明，如果熵是非广延的，则由广义热力学第零定律引入的物理温度概念必然导致热力学热力学第一定律和包括克劳修斯热力学熵定义在内的某些热力学关系式的修正。它还表明，通过应用这种广义克劳修斯熵的复合非广延系统，如何非广延熵和热量的一致性表现在任意的热力学过程。由此产生的一个重要观点是，连接微观和宏观概念的熵系数不能从宏观非广延理论中去除。这一事实表明，非外延性可能需要在逻辑水平上的宏观热力学原子论。
2001-01-06 cond-mat.stat-mech
On the thermodynamic stability conditions of Tsallis' entropy
重新讨论了Tsallis熵的热力学稳定性条件。作为Ramshaw [Phys. Lett. A { \bf 198}（1995）119]已经指出，由于Tsallis熵的不可加性，Tsallis熵相对于内能的平方不足以保证对于所有$q$值的热力学稳定性。考虑到非可加性，显式导出了Tsallis熵的TSC的微分形式。结果表明，所得到的Tsallis熵的TSC等价于标准比热的正值。这些结果与Tsallis熵和Rényi熵之间的关系是一致的。
2002-01-24 cond-mat.stat-mech
The definition of the thermodynamic entropy in statistical mechanics
基于宏观变量随时间变化的概率分布，提出了热力学熵的定义。当复合系统中的约束被释放时，新的平衡值的概率分布进入一个窄峰。用概率分布的对数来定义熵，会自动使它在平衡值处达到最大值，因此它满足第二定律。它也满足热力学的基本原理。迪克斯和彼得斯对此定义的异议进行了讨论和解决。
2016-08-17 cond-mat.stat-mech
Negative temperatures and the definition of entropy
负温度的概念最近在统计力学中关于热力学熵的正确定义的争论中重新引起了人们的兴趣。一些研究人员已经将热力学熵与吉布斯提出的“体积熵”完全等同起来，并进一步得出结论，根据这个定义，负温度违反了热力学原理。我们不同意这些结论。我们证明，体积熵是不一致的系统与非单调能量密度的热力学假设，而熵的定义的基础上的宏观变量的概率分布满足热力学假设。我们的结果证实了负温度是热力学的一个有效的推广。
2015-10-12 cond-mat.stat-mech
Evading Thermodynamic Uncertainty Relations via Asymmetric Dynamic Protocols
最近发现了许多版本的热力学不确定性关系（TUR），它们对不可逆耗散过程中积分电流的相对涨落施加了下限，并表明小尺度机器和热机的精度可能存在根本限制。在这项工作中，我们严格证明，TUR可以通过使用动态协议，是不对称的时间反演。我们说明了我们的结果使用模型热机使用两个级别的系统，并讨论了解析TUR和时间反演对称性之间的基本连接。
2022-06-27 cond-mat.stat-mech
Macroscopic Observables, Thermodynamic Completeness and the Differentiability of Entropy
我们提供了一个量子统计基础（a）一个完整的热力学变量集的表征和（b）这些变量的熵函数的可微性
2018-08-28 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermodynamic uncertainty relations under arbitrary control protocols
在各种随机系统中，已经发现了量化电流波动和熵产生之间的权衡的热力学不确定性关系。在这里，我们研究了由外部控制协议驱动的Langevin系统的热力学不确定性关系。利用信息论的方法，我们推导出了在过阻尼和欠阻尼状态下满足标度条件的任意观测量的不确定性关系。我们证明了可观察到的波动是由熵产生和动力学项。导出的界限是适用于当前和非当前的可观的，并持有任意时间依赖的协议，因此，提供了广泛的适用性。我们说明了我们的通用边界的帮助下，三个系统：一个拖动的布朗粒子，布朗回转器，和一个随机欠阻尼热机。
2019-12-11 cond-mat.stat-mech
Second law, entropy production, and reversibility in thermodynamics of information
我们提出了一个信息热力学的基本概念的教学审查，通过集中在热力学第二定律和熵产生。特别是，我们讨论了热力学可逆性，逻辑可逆性和热辐射的背景下，朗道原理和澄清，这三个概念是从根本上彼此不同的关系。我们还讨论了测量和麦克斯韦妖反馈控制的热力学。我们澄清恶魔和第二定律确实是一致的，在测量和反馈过程中单独，通过包括互信息的熵产生。
2017-12-19 cond-mat.stat-mech
Possibility of the total thermodynamic entropy production rate of a finite-sized isolated quantum system to be negative for the Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad-type Markovian dynamics of its subsystem
研究了孤立量子系统的热力学总熵产生率。特别是，我们考虑了一个量子模型的耦合谐振子在一个星配置，其中一个中心谐振子（系统）耦合到一个有限数量的周围谐振子（浴）。在这个模型中，当整个系统的初始状态由系统和浴的吉布斯态的张量积给出时，每个谐振子总是处于温度依赖于时间的吉布斯态。这使我们能够定义每个谐振子的含时热力学熵和总的非平衡热力学熵作为它们的总和。我们分析确认，总热力学熵满足热力学第三定律。我们的数值解表明，即使当系统的动力学很好地近似的Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad（GKSL）型马尔可夫主方程，总热力学熵产生率可以是负的，而总热力学熵满足热力学第二定律。这一结果是对一般认为系统在GKSL型马尔可夫动力学下总熵产生率非负的一个反例。
2021-05-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entropy flux and Lagrange multipliers: information theory and thermodynamics
我们分析了信息论中使用的非平衡拉格朗日乘子和刘的技术利用熵不等式中使用的拉格朗日乘子之间的关系。我们观察到，刘的技术和信息论之间并不完全等价。
1998-11-27 cond-mat.stat-mech
Numerical examination of steady-state thermodynamics from the entropy connected to the excess heat
我们用数值方法确定了热传导状态的熵，它与被认为是非平衡态稳态热力学的基本量的所谓过剩热有关。我们采用一种有效的方法从裸热流中估算熵，发现所得熵与我们熟悉的局域平衡假设符合得很好。该方法比局部平衡方法具有更广泛的适用性，为比较复杂系统的热力学性质和局部平衡的热力学性质提供了可能。我们进一步研究了热传导态的熵，发现它既具有广延性又具有可加性;然而，这两种性质并不相互退化，与平衡态的熵不同。外延性和可加性的分离使得热力学方法难以应用。
2016-03-13 cond-mat.stat-mech
Construction of microcanonical entropy on thermodynamic pillars
一个目前备受争议的问题是微正则熵是否应该表示为相体积的对数（体积熵，也称为吉布斯熵）或状态密度的对数（表面熵，也称为玻尔兹曼熵）。而不是假设他们和调查的后果，每个定义，因为是习惯，在这里，我们采取了自下而上的方法，并建立在两个基本的热力学支柱的微正则形式主义内的熵表达式：（i）热力学第二定律制定准静态过程：$δQ/T$是一个精确的微分，（ii）理想气体的法律：$PV=k_B NT$。第一个支柱意味着熵必须是相体积$Ω$的函数。第二个支柱在所有可能的函数中挑出对数函数。因此，该构造唯一地导致表达式$S= k_B \ln Ω$，即体积熵。因此，任何熵表达式以外的吉布斯，例如，玻尔兹曼熵，可能导致与两个热力学支柱的不一致。我们说明了这一点的原型的例子，一个宏观收集的非相互作用的自旋在磁场，并表明，玻尔兹曼熵严重未能预测的磁化强度，即使在热力学极限。吉布斯熵的独特性，以及玻尔兹曼熵的潜在危害，为立即抛弃后者提供了令人信服的理由。
2015-05-25 cond-mat.stat-mech
On entropy in eulerian thermodynamics
对于热力学的学生来说，最难的学科是熵。在本文中，我们研究实际的，实际的应用熵的两个简单的系统，均质板与固定的边界值的温度，和一个孤立的大气中存在的静态引力场。第一个给出了有价值的洞察熵的性质，随后适用于第二个系统。热力学的一个基本原则是，一个扩展的、均匀的和孤立系的平衡的特征在于均匀的温度分布，并且人们强烈地认为，在存在重力的情况下，这仍然是正确的。我们发现，这是一致的扩展热力学方程，但熵进入一个重要的方式。等效原则呈现出一个新的面貌。
2011-06-12 cond-mat.stat-mech
Tightening the thermodynamic uncertainty relations with null-entropy events: What we learn when nothing happens
University of Rochester（罗切斯特大学）；Universidade Federal do ABC（ABC联邦大学）
通过引入零熵事件，研究者收紧了热力学不确定性关系，利用四态SWAP引擎验证了该方法的有效性。
2026-03-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamic bounds on the asymmetry of cross-correlations with dynamical activity and entropy production
本文针对非平衡系统的互相关不对称性，利用动力学活性与熵产生率建立两个归一化热力学界限，兼具广泛适用性与实验可检验性。
2024-04-05 cond-mat.stat-mech
Validity of the third law of thermodynamics for the Tsallis entropy
Bento \textit{et al.} [Phys. Rev. E 91，022105（2015）]最近指出，Tsallis熵在次加性状态下违反了$0 < q <1$的热力学第三定律。我们首先表明，制度之间的分工$q < 1$和$q > 1$已经是固有的基本不完整的结构的变形矩阵和指数的Tsallis熵。然后，我们提供了完整的变形函数，并表明Tsallis熵符合热力学第三定律的超加性$q < 1$和次加性$q > 1$制度。最后，我们注意到，Tsallis熵不需要使用护送平均计划，一旦它表示在完全变形的功能。
2016-02-23 cond-mat.stat-mech
A unified, geometric framework for nonequilibrium protocol optimization
控制热力学循环以最小化耗散的热量是热力学中的一个长期目标，并且最近是纳米级系统的随机热力学中的一个核心挑战。在这里，我们介绍了一个理论和计算框架，优化非平衡控制协议，可以转换系统之间的两个分布在一个最小的耗散方式。这些协议最佳地沿着通过概率分布空间的路径传输系统，使变换的耗散成本最小化。此外，我们表明，热力学度量-确定通过线性响应方法-可以直接从相同的目标函数，优化的最佳运输问题，从而提供了一个统一的观点热力学几何。我们研究了两个模型系统中的统一几何框架，并观察到我们的优化控制协议的过程是鲁棒的线性响应。
2022-12-05 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic entropy of a many body energy eigenstate
有人认为，一个典型的多体能量本征态有一个定义良好的热力学熵和个人的本征态具有类似的一般孤立系的热力学特性。我们研究大系统的本征态能量相当于有限的温度。当系统的准静态演化是绝热的（在量子力学意义上），两个耦合的子系统可以将热量从一个子系统传递到另一个子系统，但仍保持在能量本征态。为了从波函数明确地构造熵，自由度被分成两个不相等的部分。我们认为，这两个子系统之间的纠缠熵是较小的子系统的每自由度的热力学熵。这是通过追踪较大的子系统来获得密度矩阵，并计算对角和非对角对纠缠熵的贡献来完成的。
2009-10-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Axiomatic relation between thermodynamic and information-theoretic entropies
克劳修斯定义的热力学熵，描述了基于温度和热量等唯象量的系统的宏观观测。相比之下，香农引入的信息论熵是一种不确定性的度量。在这封信中，我们连接这两个概念的熵，使用热力学公理框架[Lieb，Yngvason，Proc。Soc.（2013）]。特别是，我们得到了克劳修斯熵和香农熵之间的直接关系，或其推广到量子系统，冯诺伊曼熵。更一般地说，我们发现，熵的措施相关的非平衡态热力学对应的熵在一次信息理论中使用。
2017-01-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fractional Entropy Decaying and the Third Law of Thermodynamics
研究了分数阶阻尼系统的量子热力学性质。揭示了一个分数幂律衰减熵函数，为热力学第三定律在量子耗散区的有效性提供了又一证据。揭示了熵随温度趋于绝对零度而从非线性发散函数变为分数阶半线性衰减函数等非平凡性质。
2013-12-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Computing the optimal protocol for finite-time processes in stochastic thermodynamics
要求最佳的外部控制参数的协议，最小化驱动纳米尺度系统从一个平衡态到另一个在有限的时间，Schmiedl和Seifert（{ \it物理。{ \bf 98}，108301（2007））发现欧拉-拉格朗日方程是关联函数的非局部积分-微分方程。对于两个线性的例子，我们展示了如何这个积分微分方程可以解析求解。对于非线性物理系统，我们展示了如何找到最佳协议的数值，并证明可能存在几个不同的最佳协议同时，我们提出的最佳协议，有一个，两个和三个跳跃，分别。
2008-01-19 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium thermodynamics.III. Thermodynamic Principles, Entropy Continuity during Component Confinement, Energy Gap and the Residual Entropy
为了研究组分约束的后果，例如在玻璃化转变和众所周知的能量或焓隙（在绝对零度下玻璃和完美晶体之间，见正文），我们遵循我们以前的方法[Phys. Rev. E 81，051130（2010）]，将第二定律应用于由均匀系统孤立系和介质组成的系统。我们建立了一般的理由吉布斯自由能G（t）的连续性作为时间的函数在固定的温度和压力的介质。从这一点和观察到的组分限制期间焓的连续性，可以立即得出，开放系统的熵S在组分限制期间（例如在玻璃化转变时）必须保持连续。我们使用这些连续性和最近开发的非平衡态热力学制定的热力学原理的可加性，再现性，连续性和稳定性，也必须适用于非平衡系统的内部平衡。我们发现，在玻璃化转变过程中的不可逆性只证明剩余熵S_{R}至少是尽可能多的不可逆性，在该领域的一种常见的做法，通过忽视确定。这证明了玻璃中的非零剩余熵S_{R}是合理的，这也与绝对零度下的能量或焓隙一致。我们建立了一个非平衡系统熵的统计公式，根据第二定律，得到了组分禁闭过程中熵的连续性，揭示了剩余熵背后的奥秘，这与我们最近的结论[Symmetry 2，1201（2010）]是一致的。
2011-01-04 cond-mat.stat-mech
Mesoscopic Nonequilibrium Thermodynamics of Single Macromolecules and Dynamic Entropy-Energy Compensation
基于随机动力学原理，我们对具有或不具有细致平衡的单个大分子在等温环境流体中的热力学行为给出了一个公理化的完整形式。通过细致平衡，新理论给出了大分子熵和自由能的介观、非平衡概括。介观能量和熵波动。当且仅当大分子处于热平衡时，熵产生的期望值为零，其中我们表明熵仍然波动，但自由能是常数。熵涨落a la L.D.朗道，精确地匹配的波动，在内能，这反过来又等于波动的热量耗散。作为Clausius经典结果的推广，在热平衡下，大分子熵和能量的动态涨落得到了精确补偿。对于系统的细致平衡，亥姆霍兹自由能被证明是潜在的Onsager的热力学力。
2001-10-01 cond-mat.stat-mech
The concavity of entropy and extremum principles in thermodynamics
我们重新审视的热力学熵，以制定一个一般的最小能量原理的证明，以及其他等效极值原理，是有效的热力学势和相应的Massieu功能在不同的约束下。目前的推导旨在为这些原则提供一个连贯的正式框架，这在教学上也可能是有用的，因为它充分利用并突出了不同计划之间的等效性。我们还阐明了一阶相变热力学势的一般形状的极值原理的后果。
2003-06-30 cond-mat.stat-mech
Quantum coarse-grained entropy and thermodynamics
我们扩展经典的粗粒度熵，通常用于物理学的许多分支，量子领域。我们发现了两个粗粒化，一个使用局部粒子数的测量，然后总能量，第二个使用局部能量测量，这导致了一个定义在平衡之外的熵，是符合平衡系统的热力学熵，并达到热力学熵的长时间限制，即使在真正孤立的量子系统。这回答了长期存在的概念问题，即熵与封闭量子系统中热力学第二定律的表述有关。这种熵原则上是可以测量的，特别是现在对这种系统的实验变得可行。
2019-01-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Information measures based on Tsallis' entropy and geometric considerations for thermodynamic systems
量子系统的热力学行为的分析可以从几何的角度来研究状态空间的结构。我们已经开发了这样一个非广泛的热统计框架的分析，利用来自Tsallis熵的q-散度。算子方差和协方差的广义表达式被认为是，在其中的基本张量。
2005-10-17 cond-mat.stat-mech
Information, order, complexity, and entropy in materials including biological systems: a thermodynamic theory based on state variables
The University of Osaka（大阪大学）；Vietnam Japan University, VNU（越南日本大学）
本文针对材料（含生物系统）中熵等概念的歧义问题，提出基于状态变量的热力学理论，以时间平均原子位置为固体状态变量，统一熵等概念并解决与第三定律的矛盾。
2026-08-18 cond-mat.stat-mech
Zeroth law of thermodynamics and the transformation from nonextensive to extensive framework
在非广延框架下，热力学第零定律不仅决定了Lagrange乘子与密集变量之间的映射，而且决定了非广延熵与广延熵之间的映射.约束的形式决定了广义熵的形式，标准平均值导致Boltzmann-Shannon-Gibbs熵，而归一化有偏平均值导致Renyi熵。拉格朗日乘子和密集变量之间的映射也讨论了在更一般的背景下的组合熵。
2002-07-10 cond-mat.stat-mech
Entropy and time: Thermodynamics of diffusion processes
我们给意义的第一和第二热力学定律的情况下，介观的平衡系统，这是由扩散过程。分析了熵产生的概念。亥姆霍兹极值原理的作用与更熟悉的熵极值原理的作用形成对比。
2008-04-29 cond-mat.other cond-mat.stat-mech hep-th
Similarity between quantum mechanics and thermodynamics: Entropy, temperature, and Carnot cycle
讨论了量子力学与热力学的相似性。结果表明，如果将克劳修斯等式应用于Shannon熵和热量的类比，则Shannon熵的值与正则密度矩阵的冯诺伊曼熵的值在形式上一致，纯态量子力学显然转化为量子热力学。研究了一维无限深势阱中粒子的简单两态模型的量子卡诺循环，证明了其效率与经典卡诺循环相同.
2011-03-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Hierarchy of entropy production and thermodynamic trade-off relations in non-Markovian systems
The University of Tokyo（东京大学）；Kyoto University（京都大学）
本文通过马尔可夫嵌入方法研究非马尔可夫系统中熵产的分解，揭示记忆效应如何影响热机性能与电流精度，建立熵产层次结构及热力学权衡关系。
2026-10-07 cond-mat.stat-mech
On the robust thermodynamical structures against arbitrary entropy form and energy mean value
我们讨论了在Plastino和Plastino讨论的基础上，不仅对任意形式的熵，而且对任意形式的能量约束，都可以保持经典的Legendre变换结构。期望值和共轭拉格朗日乘子之间的热力学关系被认为是普遍的。此外，吉布斯的基本方程被证明是不受影响的熵的选择和定义的平均值由于鲁棒性的勒让德变换结构。
2000-09-06 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic uncertainty relation for underdamped dynamics driven by time-dependent protocols
欠阻尼动力学的热力学不确定关系（TUR）有着令人感兴趣的问题，而过阻尼动力学的热力学不确定关系（TUR）最近才被推导出来。即使在稳态情况下，一个适当的方式来匹配欠阻尼和过阻尼TURs还没有找到.我们推导出欠阻尼系统的TUR一般时间依赖协议，覆盖稳态，通过使用Cramér-Rao不等式.我们表明，由此产生的TUR引起的方差和熵产生的产品的不平等。证明了在大粘度极限下，该方法接近于已知的过阻尼结果。我们提出了三个例子来证实我们的严格结果。
2021-06-04 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
Thermodynamics and optimal protocols of multidimensional quadratic Brownian systems
我们刻画了多维二次过阻尼系统的有限时间热力学过程。解析表达式提供的热量，工作，和耗散的系统协方差矩阵的任何演变。协方差矩阵之间的Bures-Wasserstein度量自然地作为耗散的局部量词出现。如何应用这些几何工具，以确定最佳的协议的一般原则进行了讨论。专注于相关的慢驾驶限制，我们展示了如何这些结果可以用来分析的情况下，实验控制系统是部分的。
2022-03-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
On determining absolute entropy without quantum theory or the Third Law of thermodynamics
我们采用经典热力学来获得关于绝对熵的信息，而不求助于统计方法、量子力学或热力学第三定律。吉布斯-迪昂方程给出了确定流体绝对熵的各种简单方法。我们还研究了理想气体的熵和热平衡下等离子体的电离。电离度的单一测量可以用来确定熵方程中的未知常数，从而确定气体的绝对熵。从所有这些例子可以看出，在绝对零度下的熵值不需要通过公设来指定，而是可以根据经验推导出来。
2016-01-25 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.hist-ph
The dual formalisms of nonextensive thermodynamics for open systems with maximum entropy principle
本文研究开放系统的非广延热力学。在最大熵原理的基础上，利用对偶粒子数定义，假定化学势为常数，在两组平行形式中重新推导了对偶幂律q分布函数，导出了开放体系热力学量具有对偶解释的基本热力学方程.通过引入Legendre变换的并行结构，导出了开放体系中其他具有量的对偶解释的热力学方程，进而导出了几个对偶热力学关系式。我们可以很容易地发现，对偶关系之间存在着相关性，并由此找到了Tsallis因子在等体积或等熵偏导数计算中保持不变的等价规则。利用这一规则，可以得到更多的关联式，并容易地得到拉格朗日内能和压强的统计表达式。
2020-02-25 cond-mat.stat-mech
Additive entropy underlying the general composable entropy prescribed by thermodynamic meta-equilibrium
我们考虑由满足外部约束的可加形式的独立子系统组成的复合系统的Meta平衡态，正如Abe [Phys. Rev. E { \bf 63}，061105（2001）]最近讨论的那样。我们通过确定共同的强度变量，推导出可组合熵$\tilde{S}$的基础上的加性熵$S$。最简单形式的可合成熵满足Tsallis型非加性，而最一般的可合成形式被解释为这种最简单形式的单调递增函数$H$.这与观察结果一致，即亚平衡可以等效地由$H[\tilde{S}]$或$\tilde{S}$的最大值描述，并且在两种情况下强度变量相同。
2003-06-27 cond-mat.stat-mech
Microscopic diagonal entropy and its connection to basic thermodynamic relations
我们定义一个任意哈密顿系统的对角熵（d熵）为$S_d=-\sum_n ρ_{nn}\ln ρ_{nn}$，其和取在瞬时能态的基础上。在平衡状态下，这个熵与传统的冯诺伊曼熵$S_n=-{\rm Tr}\, ρ\lnρ$一致。然而，与$S_n$相反，d-熵在封闭的哈密顿系统中在时间上不守恒。如果系统最初处于稳态，那么根据热力学第二定律，d熵只能增加或保持不变。我们还表明，d-熵可以表示通过能量分布函数，因此它是可测量的，至少在原则上。在哈密顿量的局部性和不可积性的非常一般的假设下，d-熵成为大系统中平均能量的唯一函数，并自动满足基本的热力学关系。对于准静态过程，这种关系可归结为热力学热力学第一定律。对于绝热过程，d熵也自动守恒。我们用明确的例子说明了我们的结果，并表明$S_d$的行为与热力学的预期一致。
2010-09-10 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
On the Mathematics of Information-Thermodynamics
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文验证了asdf方法在计算分子构型热力学熵中的有效性，证明了该方法在可解哈密顿量中与经典统计力学的一致性，并探讨了其在相互作用哈密顿量中的推广性。
2026-04-27 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic equilibrium and its stability for Microcanonical systems described by the Sharma-Taneja-Mittal entropy
一般认为平衡态的热力学稳定性是由熵的大小来反映的。我们询问，在微正则图片，这一说法的有效性的双参数熵$S_{_{κ, r}}$的Sharma-Taneja-Mittal描述的系统。我们分析了两个统计独立的系统，A和B，描述的熵$S_{_{κ, r}}$与相同的变形参数集的“组合性”规则。结果表明，尽管熵的变化，“复合性”规则修改的热力学稳定性条件的平衡态。根据变形参数所取的值，当关系式$S_{_{κ, r}}({\rm A}\cup{\rm B})> S_{_{κ, r}}({\rm A})+S_{_{κ, r}}({\rm B})$成立（超加性体系）时，热力学稳定性条件确实意味着热力学稳定性。否则，当关系式$S_{_{κ, r}}({\rm A}\cup{\rm B})<S_{_{κ, r}}({\rm A})+S_{_{κ, r}}({\rm B})$成立时（次可加系统），则该条件并不意味着平衡态的化学稳定性。
2005-09-06 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
