Entropy production and fluctuations in a Maxwell's refrigerator with squeezing
阐明量子性对热机运行和性能的影响是一个重大挑战。在这里，我们设想一个玩具模型，作为一个信息驱动的冰箱或作为热动力的信息擦除器，其中凝聚力可以自然地通过挤压热库引入。研究了瞬态熵产生涨落定理在有压缩和无压缩两种情况下的有效性，并将其分解为绝热贡献和非绝热贡献。压缩改变了涨落，并引入了熵交换的额外机制。这导致冰箱的冷却性能的增强，并克服了设置中的Landauer约束。
2018-06-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Maxwell-Cattaneo's equation and the stability of fluctuations in the relativistic fluid
扩展理论在描述相对论性流体的文献中被广泛使用。这样做的动机主要是由于一阶理论中据称存在的因果关系问题。然而，当使用一阶理论\emph{that couple heat with acceleration}时，系统中波动的衰减也是危险的。在本文中，它是如何在相对论性流体的一般不稳定性不存在时，麦克斯韦-卡塔内奥型法律引入的流体动力学方程组。强调的事实是，稳定化只是由于热通量弛豫和不稳定性开始的特征时间的差异。这进一步证明了Eckart类似的本构方程是导致一阶系统表现出非物理行为的原因。
2011-04-12 cond-mat.stat-mech gr-qc
Fluctuation-dissipation relation, Maxwell-Boltzmann statistics, equipartition theorem, and stochastic calculus
我们推导出的波动耗散关系，并探讨其连接的均分定理和麦克斯韦-玻尔兹曼统计，通过使用不同的随机分析技术。我们的第一种方法是向后随机微分方程的理论，这自然产生在这种情况下，并促进这些经典的结果之间的相互作用的理解统计力学。第二种方法是根据伊藤和Stratonovich的随机分析规则推导电力系统能量的正向随机微分方程。伊藤方程有一个唯一的解，这是与物理相关的解，而斯特拉托诺维奇方程则有这个解和无穷多个解，它们都不具有物理性质。尽管如此，一些，但不是所有的，服从涨落耗散关系。
2021-01-07 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Maxwell's demon for quantum transport
Xihua University（西华大学）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science（理化学研究所 新兴物质科学中心）
本文提出了一种利用量子起伏实现单向粒子传输的量子信息引擎，并分析了其在功率与效率之间的权衡关系及测量误差的影响。
2026-02-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimental study of mutual information in a Maxwell Demon
我们验证实验的波动关系称为广义Jarzynski等式（GJE）管理的反馈控制系统中的工作分布。反馈控制是在一个单一的电子箱类似于原来的Szilard发动机。在GJE中，互信息与热力学功同等对待。我们的结果阐明了互信息在不可逆过程热力学中的作用。
2014-05-06 cond-mat.stat-mech
Role of measurement-feedback separation in autonomous Maxwell's demons
我们引入一种自主的信息热机（即，没有任何依赖于时间的参数），但是具有分离的测量和反馈过程。这个模型作为一个桥梁之间的其他类型的信息热机的灵感来自麦克斯韦的恶魔;从原来的Szilard引擎类型的系统，以自主恶魔设置。通过分析我们的模型的基础上介绍了在我们以前的文件[N。Shiraishi和T. Sagawa，Phys. Rev. E { \bf 91}，012130（2015）.]，阐明了测量与反馈分离在积分涨落定理中的作用。
2015-03-07 cond-mat.stat-mech
How one can make the bifurcation of Maxwell's demon in Granular Gas Hyper-Critical
从麦克斯韦的恶魔实验的实验数据对粒状气体进行了重新审视。结果表明，当振动频率不断增加时，相变性质通过三临界点由临界向亚临界转变。因此，（i）过渡并不是如前所述的超临界，但（ii）与其他频率下的波动幅度相比，波动幅度在三临界点处自发增强。因此，（iii）这一分析仍然与最近的一项研究相矛盾，该研究声称分叉总是关键的，并且波动仅取决于晶粒的数量。此外，（iv）它提出了一种方法来建立一个实验，基于一些修改的“麦克斯韦恶魔在颗粒气体”设置，它经历了超临界分叉，与使用一些控制反馈的流量。这最后一个想法可以推广并用于分叉理论适用的其他领域，即物理学，化学，人口动态学，经济学，以改善监管，但产生超波动。最后，它表明，动力学的结果是敏感的非常细节的规定。
2011-11-23 cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Simple model for transport phenomena : Microscopic construction of Maxwell Demon like engine
提出了一个微观哈密顿框架来发展类麦克斯韦妖发动机。我们的模型包括一个平衡的热浴和非平衡浴;后者产生的驱动与外部固定，高斯噪声。我们开发的发动机可以被认为是一种通过修改内部波动来提取功的设备。我们的理论分析集中在寻找必要的成分产生波动诱导的非平衡条件下的运输。我们的模型的一个重要结果是，净运动发生时，非线性浴由外部噪声调制，创建非零的有效温度，即使当两个浴的温度相同。
2007-11-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Law of large numbers unifying Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein and Zipf-Mandelbort distributions, and related fluctuations
我们考虑一个由固定数目的总能量小于或等于某个规定值的粒子组成的系统。粒子是非相互作用的，不可区分的，分布在固定数量的能级上。能级是简并的，简并度是粒子数的函数。三种情况下的退化函数被认为是。它可以以与粒子数相同的速率或更慢或更快地增加。我们发现了系统熵的有用性质，并解决了相关的熵最优化问题。事实证明，有几种解决方案。根据总能量的大小，熵的最大值可以在系统状态空间的内部，也可以在系统的边界上。在边界上，根据退化函数，它可以有另外三种情况。主要结果，大数定律产生系统的最可能状态，它等于熵的最大点。这一点可以是麦克斯韦-玻尔兹曼统计或玻色-爱因斯坦统计，或齐普夫-曼德尔波特定律。我们还发现了波动的限制律。这些定律对于熵最大值的不同情况是不同的。它们可以是正态分布、指数分布和离散分布的混合。所有定理都给出了矩母函数的显式收敛速度。最后一节概述了可能的应用。
2021-03-19 cond-mat.stat-mech math.PR
Characterizing autonomous Maxwell demons
我们区分传统的实现自主麦克斯韦恶魔相关的线性设备，最近提出的，不依赖于测量和反馈控制的概念。在这两种情况下，电流似乎与其自发方向相反地流动（例如，通过热或电梯度）而无需外部能量摄入。然而，在后一种情况下，这种电流反转可能仅是明显的。即使在系统和它的水库之间交换的电流是反向的（通过在系统和恶魔之间创建额外的独立电流），这也不足以得出通过系统的原始电流已经反向的结论。我们表明，这种区别可以通过测量系统水库电流的波动来揭示。
2021-03-15 cond-mat.stat-mech
Maxwell's demon, rectifiers, and the second law: Computer simulation of Smoluchowski's trapdoor
我们数值模拟了一个自动化版本的麦克斯韦的恶魔的灵感来自Smoluchowski的想法，1912年。两个等体积的气室通过一个由活板门覆盖的开口连接。活板门可以向左打开，但不能向右打开，目的是纠正两个腔室之间自然发生的密度波动。我们的研究结果证实，虽然活板门的行为作为一个整流器时，大的密度差异施加的外部手段，它不能提取有用的工作时，离开自己的分子的热运动。
2004-02-26 cond-mat.stat-mech
Fluctuation Theorem for Partially-masked Nonequilibrium Dynamics
我们建立了一个新的推广的波动定理的部分屏蔽非平衡动力学。我们引入了一个包含所有可能跃迁子集的部分熵产生，并证明了该部分熵产生满足积分涨落定理.我们的结果揭示了一大类自治纳米机器以及非自治纳米机器的基本性质.特别是，我们的结果给出了一个统一的波动定理的自治和非自治麦克斯韦恶魔，其中互信息起着至关重要的作用。此外，我们推导出一种新的波动耗散定理，将非平衡稳态电流与两种平衡波动联系起来。
2014-12-17 cond-mat.stat-mech
Hunting for Maxwell's Demon in the Wild
Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）；Yale University（耶鲁大学）；MKS Instruments, Inc.（MKS仪器公司）
研究通过统计估计器检测分子马达作为麦克斯韦妖的行为，揭示其在非平衡噪声下的运作机制及进化意义。
2026-05-08 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Operational derivation of Maxwell-Boltzmann distribution with Maxwell's demon model
麦克斯韦恶魔悖论的解决通过信息擦除原理将热力学与信息论联系起来。通过考虑一个被赋予由存储磁带和处理器组成的图灵机的恶魔，我们试图探索与统计力学基础的联系，并以“操作”的方式得出结果。在这里，我们提出了一个推导的玻尔兹曼分布平衡作为一个例子，没有假设的最大熵的原则。此外，由于该模型可以适用于非平衡过程，在原则上，我们证明了耗散涨落关系，以显示在这个方向上的可能性。
2015-11-26 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Generalized Continuous Maxwell Demons
我们介绍了一个家庭的广义连续麦克斯韦恶魔（GCMD）操作的理想化的单比特平衡设备，结合单测量Szilard和重复测量的连续麦克斯韦恶魔协议。我们推导出提取的工作，信息内容和时间的周期分布，并计算不同模型的功率和信息工作效率的波动。我们表明，在最大功率的效率是最大的机会主义协议的连续型的稀有事件占主导地位的动态制度。我们还将分析扩展到有限时间的工作提取协议，将它们映射到一个三态GCMD。我们发现，在这个模型中的动态有限时间的相关性增加了信息到工作的转换效率，强调了时间相关性在优化信息到能量转换的作用。分析了有限时间功提取和恶魔记忆复位的影响。我们的结论是，GCMD模型在性能上比单一测量Szilard更有效，并且更适合于描述信息冗余世界中的生物过程。
2023-02-02 cond-mat.stat-mech
Generalized fluctuation-dissipation relation and statistics for the equilibrium of a system with conformation dependent damping
刘维尔定理基于多粒子系统的哈密顿流（微正则系综），指出（定态）平衡态几率分布是哈密顿量的函数。在热力学极限下，正则系综对应于微正则系综。相反，一个布朗粒子（BP）的动力学是明确的非哈密顿与力和阻尼项在它和在另一个极端的热力学极限承认麦克斯韦分布（MD）的速度和Boltmann分布（BD）的位置（当在势）。这是由于涨落耗散关系（FDR），正如爱因斯坦首先介绍的那样，它迫使麦克斯韦分布到布朗粒子。对于一个无结构的BP，这个理论的工作是一个实验验证的事实，超过一个世纪了。考虑一个结构化的布朗粒子，我们将证明BD和MD不能确保平衡。我们将在非齐次空间零电流要求的基础上导出一个广义FDR。我们的FDR和由此产生的广义均衡分布恢复标准的在适当的限制。
2012-11-20 cond-mat.stat-mech
Stochastic thermodynamics of bipartite systems: transfer entropy inequalities and a Maxwell's demon interpretation
本文从随机热力学的角度研究了二部系统上马氏过程的平稳态。一个子系统用于从热浴中提取功，同时受到第二个子系统的影响。我们表明，后者允许一个透明的和一致的解释麦克斯韦的恶魔。此外，我们得到了一个积分涨落定理涉及转移熵从一个子系统到另一个。比较三个不同的不等式，我们发现，第一个子系统的熵减少提供了一个更严格的约束的提取工作的速率比从这个子系统的恶魔和通过恶魔的动力学耗散的热量的转移熵的速率。后两个速率不能通过如四状态系统的说明性示例所示的不等式来排序。
2014-02-03 cond-mat.stat-mech
Continuous information flow fluctuations
信息在具有反馈的非平衡过程热力学中起着关键作用。然而，关于小尺度设备中信息波动的性质以及它们与其他热力学量（如热和功）波动的关系，还有很多东西需要了解。本文导出了反馈冷却布朗粒子模型中信息流和部分熵产生的一系列涨落定理，并将它们推广到任意驱动扩散过程。然后，我们详细分析了反馈冷却模型的长期行为。我们的研究结果提供了深入了解的结构和起源的大偏差的信息和热力学量的自治麦克斯韦恶魔。
2016-11-23 cond-mat.stat-mech
The remote Maxwell demon as energy down-converter
它表明，麦克斯韦的恶魔可以被用来允许一台机器提取能量从热浴通过使用的信息，是由恶魔在一个远程位置处理。本文提出的模型有效地用信息传输代替了能量传输。为此，我们使用了一个反馈协议，使净增益刺激发射在选定的波动周围热平衡。我们估计了下转换率和从热浴中提取能量的效率。
2014-08-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
A chemical reaction network implementation of a Maxwell demon
研究了一种基于化学反应网络的自主麦克斯韦妖模型，通过整流化学热涨落工作，发现受非平衡响应界限影响，其在宏观极限下无法产生有限输出，并从二部视角分析了其信息热力学。
2023-11-28 cond-mat.stat-mech
A molecular dynamics "Maxwell Demon" experiment for granular mixtures
我们报告了一系列的分子动力学模拟和调查的可能性，以分离的非弹性硬球的颗粒混合物，通过大力摇动它在一个盒子里由两个相连的隔间。作为其单组分对应物，该系统表现出完全由于颗粒-颗粒碰撞的非弹性而引起的“左右”对称性破缺，并通过增加粒子数量来触发。在颗粒密度较大的隔间中，我们观察到以重颗粒为主的部分偏析。然而，这个隔间仍然具有比另一个更高的轻粒子密度，这是光丰富的。密度，颗粒温度和各向异性的压力分布进行监测。我们还讨论了如何构建一个相关的序参量为这个过渡，并表明，由此产生的分歧图是由大的波动。
2002-12-03 cond-mat.stat-mech
Predictive Maxwell's Demons
在这里，我们研究的操作效率的有限尺寸有限响应时间麦克斯韦的恶魔，谁可以对未来的预测。我们比较了预测恶魔的热量和质量传输速率与非预测恶魔的热量和质量传输速率，发现预测恶魔可以在更长的时间内实现更高的质量和热量传输速率。我们确定了恶魔的性能如何随着响应时间，未来的视野，以及它们所操作的气体的密度而变化。
2020-05-26 cond-mat.stat-mech
Information flows in macroscopic Maxwell's demons
最近提出了一种基于CMOS的自治麦克斯韦恶魔的实现（Phys. Rev. Lett. 129，120602），以证明麦克斯韦恶魔仍然可以在宏观尺度上工作，只要它的电源被适当地缩放。在这里，我们首先提供了一个完整的分析表征的非自治版本的模型。然后，我们研究系统恶魔的信息流在一般的自治二分设置显示宏观限制。通过这样做，我们可以研究由恶魔执行的测量和反馈过程的热力学效率。我们发现，信息流是一个密集的数量，因此，任何麦克斯韦的恶魔是必然会停止工作以上的有限规模，如果所有参数，但规模是固定的。然而，这可以通过适当地缩放热力学力来防止。这些一般结果适用于自主CMOS为基础的恶魔。
2022-12-23 cond-mat.stat-mech
Unified Jarzynski and Sagawa-Ueda relations for Maxwell's demon
利用牛顿力学，我们构造了一个麦克斯韦恶魔的一般模型，在这个系统中，引擎和存储器仅通过信息交换相互作用。我们证明了Jarzynski关系和两个Sagawa-Ueda关系同时成立，并论证了它们是唯一的具有自然分解性质的三元组。这种唯一性为互信息是关键量的论断提供了有力的支持。
2013-08-17 cond-mat.stat-mech
Computational Implementation of Maxwell's Knudsen-Gas Demon and Its Extension to a Two-Dimensional Soft-Disk Fluid
Puru Gujrati的一个有趣的预印本，“Maxwell's Demon Must Remain Subservient to Clausius' Statement”[热力学第二定律]，追溯了Maxwell's Demon的发展和应用。他以热力学的理由反对魔鬼。Gujrati在他对恶魔的批评中引入并使用了他自己版本的广义热力学。他的论文的复杂性和缺乏任何伴随的数值工作激起了我们的好奇心。互联网提供了超过200万的“点击”关于“麦克斯韦的恶魔”的主题。还有数百个恶魔的图像，叠加在气体或液体的容器上。然而，并没有那么多沿着模拟恶魔的过程。因此，我们认为编写和执行相对简单的FORTRAN程序是有用的，这些程序旨在实现麦克斯韦的低密度模型，并开发出全局Nosé-Hoover或局部纯牛顿热控制的替代品。这些模拟说明了与所有三种类型的恶魔相关的熵减少。
2022-01-10 cond-mat.stat-mech
Fluctuation relations without uniform large deviations
我们研究了由外场驱动的随机Maxwell-Lorentz粒子模型的涨落，以确定涨落关系与大偏差相关的程度。专注于这个模型在其稳定状态下的总熵产生，我们表明，虽然这个量的概率密度在全球范围内满足（根据定义）的波动关系，其负尾随时间呈指数衰减，而其正尾衰减慢于指数随时间，因为长的无碰撞的轨迹。这提供了一个物理系统的例子，对于该物理系统，涨落关系并不像通常认为的那样，从随时间处处指数衰减的概率密度，或者换句话说，从具有均匀大偏差形式的概率密度导出。
2013-08-01 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and efficiency of an autonomous on-chip Maxwell's demon
在1870年的一封著名的信中，麦克斯韦描述了焦耳定律是如何被“仅仅是一个引导剂的智能行为”所破坏的，后来开尔文勋爵将其称为麦克斯韦的恶魔。在这封信中，我们研究热力学的信息使用实验可行的麦克斯韦的恶魔设置基于一个单电子晶体管电容耦合到一个单一的电子盒，在那里系统和恶魔可以清楚地识别。这种设计的片上Demon测量并执行系统反馈，可以观察到冷却，其效率可以调整。我们提出了一个详细的分析系统和恶魔，包括热力学第二定律的裸和粗粒度的熵产生和信息流，以及信息生产和利用的效率。我们的研究结果表明，信息热力学可以用来提高现代纳米器件的功能。
2015-12-26 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of a physical model implementing a Maxwell demon
我们提出了一个物理实现的麦克斯韦恶魔，它由一个传统的单电子晶体管（SET）电容耦合到另一个量子点检测其状态。总之，该系统是描述随机热力学。我们确定的制度，其中的能量的SET不受影响的检测，但其粗粒度的熵产生显示包含一个新的贡献相比，孤立的SET。这种额外的贡献可以被识别为信息流所产生的“麦克斯韦恶魔”的反馈在理想化的限制。
2013-01-30 cond-mat.stat-mech
Work extraction, information-content and the Landauer bound in the continuous Maxwell Demon
在最近的一篇论文中，我们介绍了一个连续版本的麦克斯韦恶魔（CMD），是能够提取大量的工作，每个周期的系统状态的重复测量。在这里，我们强调它的主要特点，如在平均提取工作中所发挥的作用的Landauer限制，连续字符的测量过程和我们的连续麦克斯韦恶魔和自治麦克斯韦恶魔之间的差异。我们证明了朗道不等式的逆转依赖于工作提取物质的结晶和机械稳定性。我们还强调的鲁棒性的香农定义的信息内容的存储序列中的限制，其中工作提取是最大的，并推动了大的信息内容的罕见事件。
2020-05-25 cond-mat.stat-mech
Equation of state in a small system: Violation of an assumption of Maxwell's demon
研究了含有少量粒子的理想气体的状态方程。由此产生的方程被发现不同于传统的热力学，这是惊人的说明时，考虑到传统的热力学问题麦克斯韦的恶魔。我们澄清了小系统中产生的热力学的这种不同特征的机制。
2007-10-26 cond-mat.stat-mech
Qualms regarding "Dynamical Foundations of Nonextensive Statistical Mechanics" by C. Beck (cond-mat/0105374)
从超统计量导出学生pdf仅仅是一个巧合，因为逆温度选择了$χ^2$分布，而逆温度实际上是速度的麦克斯韦分布。估计量和方差之间的差异引入了波动温度，该波动温度通常不同于方差的温度。通过Lévy变换，复合系统的能量波动转化为温度波动。导致从属过程的操作参数的随机化在定向中需要与原始过程中相同数量的自由度。在学生的pdf的地方，我们发现从属过程麦克斯韦的速度分布有一个帕累托分布，这是解释为随机速度矢量的长度的密度。
2003-12-11 cond-mat.stat-mech
Information Thermodynamics: Maxwell's Demon in Nonequilibrium Dynamics
我们回顾了信息热力学理论，该理论将测量和反馈的影响纳入小系统的非平衡态热力学，并讨论了热力学第二定律在这种情况下应如何扩展。我们解决的问题，可以从系统中提取的反馈控制器（麦克斯韦恶魔）的存在下，最大的工作，并提供了一些说明性的例子。我们还回顾了最近的一个实验，实现了一个麦克斯韦妖的基础上反馈控制棘轮。
2012-02-04 cond-mat.stat-mech
A Maxwell demon model connecting information and thermodynamics
在过去的十年中，已经提出了几个理论上的麦克斯韦恶魔模型，表现出诸如制冷、以信息为代价做功等效应，并且已经进行了一些实验来实现这些效应。在这里，我们提出了一个模型与两个级别的恶魔，信息表示的一个序列的位，和两个热源。恶魔与哪个水库互动取决于钻头。如果信息是纯的，一个存储器将被冷冻，另一方面，如果温差大，信息可以被擦除。这样一个系统的真正的例子进行了讨论。
2016-01-06 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
Maxwell's Demon, Szilard Engine and Landauer Principle
热力学第二定律本质上是概率性的。它的公式要求系统的状态由概率分布描述。因此，一个自然的问题就产生了，关于系统状态的先验知识是否会影响第二定律。这个问题已经酝酿了一个多世纪，它的创始人是C。麦克斯韦通过他著名的思想实验得出了麦克斯韦恶魔的概念。在这个方向上的下一个重要步骤是由L。他演示了一个包含麦克斯韦恶魔的信息引擎的理论模型。导致信息论和热力学之间相互联系的最后一步是通过Landauer的信息擦除原理，该原理确立了信息是物理的事实。在这里，我们将提出一个概述这三个主要工作奠定了基础的信息热力学。
2019-04-10 cond-mat.stat-mech
Work and information processing in a solvable model of Maxwell's demon
我们描述了一个极小模型的自主麦克斯韦恶魔，一个设备，提供工作整流热波动，同时写入信息到内存寄存器。我们精确地求解了模型的稳态行为，并构造了它的相图。我们发现，我们的设备也可以作为一个“兰道尔橡皮擦”，使用外部提供的工作，以消除信息从内存寄存器。通过揭示一个明确的，透明的操作机制，我们的模型提供了一个简单的范式，调查热力学的信息处理的小系统。
2012-06-25 cond-mat.stat-mech physics.hist-ph
Multipartite information flow for multiple Maxwell demons
热力学第二定律规定了物理系统之间可以交换的能量和信息量的基本限制。在这项工作中，我们扩展了热力学形式主义，描述这种流动的能量和信息开发的一对二分系统，许多多部系统。我们确定了一个自然的热力学量，描述了这些系统之间交换的信息。然后，我们介绍并讨论一个改进的版本。我们的结果说明了两个，竞争麦克斯韦恶魔的模型。
2015-01-22 cond-mat.stat-mech
A neural-network Maxwell's demon learns cold damping for work extraction
Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室分子发现中心）；CNRS , ENS de Lyon , Laboratoire de Physique（法国国家科学研究中心，里昂高等师范学院，物理实验室）
研究训练神经网络麦克斯韦妖从欠阻尼微机械悬臂模型提取功，以悬臂和陷阱位置为输入时改进了现有协议，以振荡器速度为输入时发现新策略，提取更多功，还揭示了其背后冷阻尼的物理机制。
2026-07-09 cond-mat.stat-mech
Maxwell demons in phase space
虽然没有一个完整的“证明”的热力学第二定律的基础上微观动力学，两个性质的哈密顿系统已被用来证明不可能的工作提取从一个单一的热库：刘维定理和绝热不变性的体积封闭的能量壳。在本文中，我们分析了这两个性质的Szilard引擎和其他系统有关的麦克斯韦妖。特别是，我们记得，封闭的体积不再是一个绝热不变的非遍历系统，并探讨这对第二定律的后果。
2015-04-21 cond-mat.stat-mech
Sand as Maxwell's demon
我们考虑盒子内的颗粒状物质的稀释气体，通过摇动保持在静止状态。一堵墙将盒子分成两个相同的隔间，除了在某个有限高度$h$上的一个小孔。当气体冷却时，发生二级相变，其中颗粒优先占据盒子的一侧。我们开发了一个定量的理论，这种聚类现象，并找到良好的协议与数值模拟。
1999-06-17 cond-mat.stat-mech
Optimal Finite-time Maxwell's Demons in Langevin Systems
基于最优传输理论，本研究确定了Langevin系统有限时间信息交换中实现最小熵产生的最优协议，推导了高斯过程的简洁表达式，并展示了有限时间最优Maxwell妖模型，为超越准静态极限的热力学最优控制提供了通用策略。
2024-10-15 cond-mat.stat-mech
Large work extraction and the Landauer limit in a continuous Maxwell demon
熵和信息之间的关系可以追溯到经典的麦克斯韦恶魔（MD）悖论，一个由J。麦克斯韦违反热力学第二定律。经典MD的一个变体是L. Szilard于1926年在其中恶魔观察，在给定的时间，由一个单一的分子在容器中所占的隔间，并通过操作滑轮装置提取工作。在这里，我们介绍了连续麦克斯韦恶魔（CMD），一个设备能够提取任意大量的工作，每个周期通过重复测量系统的状态，并在实验上测试它在单个DNA发夹拉实验。在CMD中，恶魔通过以等间隔的时间间隔观察DNA发夹的状态（折叠或展开）来监测DNA发夹的状态，但提取仅在分子改变状态时才起作用。我们证明，平均最大的工作，每个周期，可以提取的CMD是有限的存储序列的信息内容，符合第二定律。工作提取效率被认为是最大的大信息内容的限制，工作提取是由罕见的事件。
2020-05-25 cond-mat.stat-mech
Maxwell's demons with finite size and response time
几乎所有关于麦克斯韦恶魔的理论分析都集中在其能量和熵的运行成本上。在这里，我们关注它的运行速度。在我们的模型中，恶魔的速率限制源于其有限的响应时间和门面积。我们确定了质量和能量转移的速率极限，以及四个这样的恶魔的熵减少：根据（1）方向，（2）能量，（3）数量和（4）熵选择粒子的恶魔。最后，我们确定了最佳的门的大小与小，有限的响应时间的恶魔，并比较我们的预测与分子动力学模拟与理想和非理想气体。最后，我们研究了恶魔在试图仅移动能量和粒子之一时能够沿选定方向移动能量和粒子的条件。
2019-07-10 cond-mat.stat-mech
Maxwell's Refrigerator: An Exactly Solvable Model
我们描述了一个简单的和可解的模型的设备，就像“整洁的手指”在麦克斯韦著名的思想实验-将能量从冷系统到热系统的整流热波动。为了完成这项任务，我们的设备需要一个存储器寄存器，它可以写入信息：存储器的香农熵的增加补偿了由热梯度的热流引起的热力学熵的减少。我们构造了这种器件的非平衡相图，发现它可以作为信息的擦除器。我们在热力学第二定律的背景下讨论我们的模型。
2013-07-08 cond-mat.stat-mech physics.hist-ph
Information gain and loss for a quantum Maxwell's demon
我们利用连续弱测量的驱动超导量子比特的实验研究量子麦克斯韦恶魔的信息动力学。我们展示了如何使用量子相干反馈将可以跟踪量子比特的单量子轨迹的恶魔获得的信息转换为工作。我们通过利用沿单轨道获得的信息来验证具有反馈的量子涨落定理的有效性。我们证明，特别是，量子反作用可以导致信息的损失，在不完美的测量。此外，我们通过改变量子比特的初始纯度来探测信息增益和损失之间的过渡。
2018-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Probing the power of an electronic Maxwell Demon
我们建议，一个单电子晶体管连续监测的量子点接触时，闭环反馈操作施加作为时间依赖性修改的隧道速率跨越其结可以作为一个麦克斯韦恶魔。即使在没有施加偏置电压或热梯度时，该器件也可以在单电子晶体管两端感生电流。对于不同的反馈方案，我们推导出有效的主方程，并比较了感应反馈电流及其波动以及产生的功率。只要可以在不改变晶体管级别的情况下修改隧道速率，就可以用当前技术实现该器件。
2011-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Information driven current in a quantum Maxwell demon
我们描述了一个服从哈密顿动力学的量子麦克斯韦妖的极小模型。对模型进行了精确求解，并分析了其稳态行为。我们发现，写入信息的量子存储器诱导概率电流通过恶魔，这是经典麦克斯韦恶魔的行动的量子模拟。我们的模型为研究量子信息处理的热力学提供了一个简单的教学范例。
2013-12-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
A friendly guide to exorcising Maxwell's demon
本文以教程形式全面概述了麦克斯韦妖的诞生、影响及其被驱除的历史，探讨了其在热力学、信息论与量子力学等跨学科领域的持久启发意义。
2025-08-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Autonomous dissipative Maxwell's demon in a diamond spin qutrit
工程动力学地图相结合的相干和耗散变换的量子态与量子测量，已经证明了一些技术应用，并有望成为一个重要的工具，在量子热力学过程。在这里，我们利用NV中心的有效开自旋quutrit动力学的控制，实验上实现了一个自主反馈过程（麦克斯韦妖）与可调耗散强度。反馈是由随机测量事件，条件下的quutrit随后的耗散演化。自治麦克斯韦恶魔的功效是量化的实验特征的波动的能量交换系统与环境的广义佐川上田崎关系耗散动力学。这为实现一类新的麦克斯韦恶魔开辟了道路，这可能对量子传感和量子热力学设备有用。
2022-04-11 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
Maxwell's Conjecture of the Demon creating a Temperature Difference is False
我们认为，麦克斯韦的恶魔是无法创造一个非零的温差。因此，它不会破坏平衡，第二定律永远不会受到威胁，这与麦克斯韦的主张相反，并被许多人接受。因此，值得注意的是，尽管如此，恶魔悖论一直是新思想的宝贵来源。我们使用两个独立的参数，一个使用经典的平衡态热力学扩展布里渊的方法，和其他一个使用平衡统计力学和中心极限定理。
2022-05-06 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Maxwell's demon in the quantum-Zeno regime and beyond
麦克斯韦妖的长期范式直到今天仍然是一个经常被研究的问题，它仍然为基本物理问题提供了有趣的见解。考虑一个单电子晶体管，我们实现了麦克斯韦妖的分段常数反馈协议，我们调查的麦克斯韦妖的量子意义。为此，我们利用一个动态粗粒化的方法，它提供了一个方便和准确的描述系统动态，即使是高测量速率。在这样做的过程中，我们能够调查麦克斯韦恶魔在量子芝诺政权导致运输封锁。我们认为，有一个测量速率提供最佳性能。此外，我们发现，除了建立一个化学梯度，也可以有一个制度，在考虑中的系统提供能量的恶魔由于量子测量。
2017-10-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Fluctuation Theorems
实验技术的最新进展使人们能够在单分子和原子水平上测量和控制系统。在这里，获得有关涨落热力学量的信息对于理解小系统的非平衡热力学行为至关重要。为了实现这一目标，随机热力学提供了一个理论框架，和非平衡等式，如Jarzynski等式和波动定理提供了有关波动的热力学量的关键信息。本文综述了量子涨落理论的最新进展，包括在热力学与信息联系中起着关键作用的麦克斯韦妖的研究。
2018-10-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Necessity of Feedback Control for the Quantum Maxwell Demon in a Finite-Time Steady Feedback Cycle
我们重新审视量子麦克斯韦妖在热力学反馈循环中的稳态制度。我们得到了一个广义版本的克劳修斯不等式的有限时间稳定的反馈循环与一个单一的热浴。它被证明是比以前已知的更紧，并允许我们澄清，反馈控制是必要的，违反标准的克劳修斯不等式。
2022-09-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Will a Large Complex System be a Maxwell Demon?
Yale University（耶鲁大学）
研究探讨了复杂系统中Maxwell恶魔行为的出现概率，发现其随自由度增加而指数下降，暗示大型复杂恶魔的产生需通过选择过程。
2026-03-03 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
