Microscopic description of the equality between violation of fluctuation-dissipation relation and energy dissipation
在远离平衡的系统中，由于缺乏细致平衡，涨落耗散关系被破坏。最近，对于一类Langevin方程，证明了这种破坏与能量耗散成等式关系[T. Harada和S. Sasa，Phys. Rev. Lett.，印刷中; cond-mat/0502505]。本文在经典力学的基础上，通过对一个非平衡胶体体系的研究，在一定的物理假设下，对这一等式进行了微观描述。
2005-09-18 cond-mat.stat-mech
Estimation of the equilibrium free energy for glasses using the Jarzynski equality
玻璃的自由能不能估计使用热力学积分，因为玻璃本质上是不平衡的。我们提出的数值模拟表明，相比之下，合理的自由能估计的Kob-Andersen玻璃可以得到使用Jarzynski关系。利用Jarzynski关系，我们还计算了该系统的两个组件的化学电势差，并发现，在玻璃态的制度，Jarzynski估计匹配以及与外推值的过冷液体。我们的研究结果是更广泛的兴趣，因为他们表明，Jarzynski方法可以使用的条件下，热力学积分的方法，这通常是更准确的，完全崩溃。这种方法可能有用的系统是通过压缩形成的凝胶和堵塞的玻璃状结构。
2021-06-02 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium dynamics of gene expression and the Jarzynski equality
为了在合适的时间表达特定的基因，基因的转录受到转录因子分子的存在和不存在的调节。随着转录因子浓度的不断变化，基因转录发生失衡。在本文中，我们讨论了一个简单的映射之间的动态模型的基因表达和随机系统驱动的平衡。使用这种映射，结果的非平衡统计力学，如Jarzynski平等和波动定理证明基因表达动态。该方法的应用包括从实验基因表达数据确定基因之间的调控相互作用。
2007-12-03 cond-mat.stat-mech q-bio.MN
A simple proof of the Jarzynski equality?
在这个简短的交流中，我给出了Jarzynski等式的一个非常简单的推导，它允许计算一个物体的自由能差，该物体在两个平衡态$A$和$B$之间由外部驱动。（时间相关）力，来自系统做功的概率分布函数，而不管状态$A$和$B$之间的变换的性质（可逆或不可逆）。它也许为Cohen和同事最近发起的争论提供了一些线索，也许解释了为什么所有为了测试Jarzynski等式而进行的实验都是成功的，即使在非常可解（不可逆转）的情况下（更引人注目的是，当状态时）$B$不是平衡状态）。
2005-12-08 cond-mat.stat-mech
A non-equilibrium equality in Hamiltonian chaos
我们数值研究了一个台球系统与时间相关的力，我们的结果表明，存在一个限制可能的过渡稳定状态之间的哈密顿混沌，在类似的限制之间的过渡平衡态所描述的热力学第二定律。这种限制表示在不可逆的信息损失，这是通过李雅普诺夫分析定义为每个轨迹。作为研究中的一个关键步骤，我们证明了一个非平衡的平等，这意味着不可逆的信息损失的反指数的平均值是统一的，平均值是采取从微正则系综采样的初始条件。
2000-06-24 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Calculating the free energy difference by applying the Jarzynski equality to a virtual integrable system
Jarzynski等式（JE）提供了一种测量和计算自由能差（FED）的非平衡方法。注意，如果两个系统分别在两个平衡态共享相同的哈密顿量，则它们在这两个平衡态之间也共享相同的FED。因此，系统的FED的计算可以通过考虑为此目的而设计的另一虚拟系统来促进。利用这种灵活性和JE，我们表明，通过引入一个可积的虚拟系统，在JE涉及的进化问题可以解决。因此，FED以平衡等式的形式表示，与它所基于的非平衡JE相比，数值上，这一结果允许FED通过直接对正则系综进行采样来计算，并且可以显着降低计算成本。通过对几个典型模式系统的数值研究，说明了该格式的有效性和高效性。
2020-07-15 cond-mat.stat-mech
Jarzynski matrix equality: calculating free energy difference by non-equilibrium simulations with an arbitrary initial distribution
Jarzynski等式（JE）将非平衡轨道的功与非平衡过程的初、终态自由能差联系起来，提供了一种计算模拟和实验中系统自由能的有效方法。然而，JE的更广泛的应用受到非平衡轨道的初始分布必须是平衡的要求的限制。在这里，我们扩展的JE矩阵形式，Jarzynski矩阵等式（JME），它转换的自由能的亚稳构象区域的初始系统的最终之一。因此，我们可以从任意初始分布的非平衡轨道计算自由能。通过在玩具模型、Lennard-Jones流体和高分子链模型中的应用，证明了JME在自由能计算中的有效性和令人满意的精度。JME扩展了非平衡态方法在难以达到初始全局平衡态的复杂系统自由能估算中的应用。
2015-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Glass Transition and the Jarzynski Equality
一个简单的模型，具有双阱势被用来代表液体，淬火从遍历状态到一个历史依赖的玻璃态。围绕Jarzynski平等的玻璃形成的应用程序的问题进行了调查。我们证明了Jarzynski等式给出了初始状态和状态之间的自由能差，如果玻璃放松到真正的热力学平衡。我们得到了新的变化的Jarzynski等式是相关的历史依赖的玻璃态，而不是潜在的平衡态。它示出了如何计算的自由能差的非平衡的历史依赖的玻璃态，使其保持一致的熵和第二定律不等式的标准表达式。
2008-06-18 cond-mat.stat-mech
Experimental Test of Quantum Jarzynski Equality with a Trapped Ion System
过去二十年来，非平衡统计力学领域取得了重要发展。在这些发展中，Jarzynski平等，是一个里程碑后，具有里程碑意义的工作克劳修斯和开尔文，脱颖而出。Jarzynski等式将两个平衡态之间的自由能差与系统通过远离平衡过程所做的功联系起来。虽然在经典状态下已经进行了等式的实验测试，但由于实验挑战，量子Jarzynski等式的验证尚未完全证明。在这里，我们报告了对量子Jarzynski等式的实验测试，其中单个\Yb离子被困在谐波势中。我们进行投影测量，以获得声子分布的初始热态。接着我们对投影能量本征态施加激光诱导力，并计算出工作完成后到最终能量本征态的跃迁几率。通过改变从平衡态到远离平衡态的施力速度，我们在一个孤立系中验证了量子Jarzynski等式。
2014-09-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium work relation beyond Boltzmann-Gibbs distribution
乘性噪声的存在可以改变作用在纳米级物体上的力的测量。考虑到乘性噪声，我们导出了一系列非平衡态的数学等式，作为Jarzynski等式、详细涨落定理和Hatano-Sasa关系式的推广。我们的结果表明，Jarzynski等式和详细涨落定理只适用于在平衡态具有Boltzmann-Gibbs分布的系统，而Hatano-Sasa关系式对于乘性噪声的模糊性是鲁棒的.
2014-02-25 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of genuine non-equilibrium states under feedback control
对于真正的非平衡态，即使在固定的外部控制参数表现出耗散，我们推广的Hatano-Sasa等式的反馈控制过程。由此产生的最大可提取功的界限比将Sagawa-Ueda等式应用于涉及这些状态的转换所产生的界限要尖锐得多。对于以足够短的间隔进行的重复测量，由此提取的功率甚至可以超过驱动的平均成本，如用简单的、可解析解的示例明确地证明的。
2011-12-07 cond-mat.stat-mech
Jarzynski equality for the transitions between nonequilibrium steady states
Jarzynski等式[Phys. Rev. E { \bf 56}，5018（1997）]对非平衡定态之间的跃迁以及平衡态之间的跃迁进行了轻微的修正。数值结果也证实了其有效性。它的相关性的非平衡态热力学的操作形式主义进行了讨论。
1999-07-28 cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium Approach to Thermodynamics using Jarzynski Equality and Diagonal Entropy
我们结合对角熵和Jarzynski等式来研究封闭量子系统的热力学性质。将这种方法应用于量子谐振子，对角熵提供了远离平衡的封闭系统的温度概念，并允许计算自由能分布。我们还将这种方法应用到一个硬核玻色子晶格模型，并讨论了如何估计温度，熵和测量功分布函数的措施。该技术提供了一种通过在一系列猝灭中做功来研究非平衡量子动力学的途径。
2013-07-07 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Non-Markovianity, entropy production, and Jarzynski equality
我们探讨了一个非马尔可夫记忆内核的信息交换和熵产生的外部工作协议的背景下发挥的作用。Jarzynski平等的谐波和非谐波模型。我们观察到的记忆功能作为一个信息泵，恢复部分信息丢失的热库作为一个结果的非平衡工作协议。在谐波和非谐波两种情况下都发生泵送作用。出乎意料的是，我们发现谐波模型不产生熵，不管工作协议。对于失衡协议，即使存在少量非线性，也会恢复更正常的熵产生行为。
2020-09-29 cond-mat.stat-mech
Revisiting the Mazur bound and the Suzuki equality
在为数不多的已知严格的结果与时间有关的平衡的相关性，重要的是了解输运性质，是马祖尔界和铃木平等。Mazur不等式给出了一个关于可观测量的含时自相关函数的长时间平均值的下界，该下界是关于包含守恒量的平衡关联函数的。另一方面，铃木提出了量子系统的精确等式。在本文中，我们讨论了这两个结果之间的关系，特别是，寻找类似的经典系统的铃木结果。这就要求我们研究什么构成了一套完整的守恒量所需的饱和马祖尔界限。我们提出的分析参数，以及说明性的数值结果，从一些不同的系统。我们的例子包括几个自由度的系统，以及多粒子可积模型，自由和相互作用。
2021-01-25 cond-mat.stat-mech
Generalized Jarzynski Equality
Jarzynski等式将变化的哈密顿量对系统所做的功的负值的指数的平均值（每固定温度），初始在该温度下处于热平衡，等于该系统在该固定温度下的最终与初始平衡配分函数之比。因此，它涉及两个热平衡量子态。这里给出了一个将系统的任意两个量子态联系起来的推广。
2012-07-13 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Detecting Entanglement with Jarzynski's Equality
提出了一种利用非平衡过程检测纠缠态的方法。相对熵的比较允许我们构造一个纠缠见证。相对熵可以进一步与量子Jarzynski等式相关，从而允许在纠缠检测中使用非平衡功。为了验证我们的结果，我们考虑两个不同的自旋链。
2009-12-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Note on the Jarzynski Equality
雅辛斯基等式将系统的两个平衡态之间的自由能差与从一个状态到另一个状态的所有不可逆路径上的功的平均值联系起来。我们声称，这个等式的推导是有缺陷的，引入了一个特设的和不合理的加权因子，不正确地处理与热浴的热交换。因此，Liphardt等人的实验不能被看作是对这个等式的确认，尽管两者之间的数值偏差很小。然而，Jarzynski等式很可能是一个有用的近似，例如在溶液中单个分子的测量中。
2004-06-04 cond-mat.stat-mech
Unified Treatment of Quantum Fluctuation Theorem and Jarzynski Equality in Terms of microscopic reversibility
有两个相关的定理，即使在远离平衡的情况下也成立，即涨落定理和Jarzynski等式。涨落定理说明熵产生涨落的对称性的存在，而Jarzynski等式使我们能够用不可逆过程来估计两个状态之间的自由能变化。另一方面，Crooks研究了经典随机系统中这些定理之间的关系。本文导出涨落定理和Jarzynski等式微观可逆性条件的量子类比。换句话说，克鲁克斯工作的量子模拟。
2005-04-29 cond-mat.stat-mech
An experimental test of the Jarzynski equality in a mechanical experiment
我们用实验方法检验了与热库接触的宏观力学振子的热涨落的Jarzynski等式和Crooks关系。我们发现，独立的时间尺度和幅度的驱动力，这两个关系都是满意的。至少在高斯涨落的情况下，这些结果归功于在生物和化学系统中使用这些关系来估计两个平衡态之间的自由能差。本文还提出了估算等温过程自由能差的另一种方法。
2005-02-23 cond-mat.stat-mech
Optimal protocols and the Jarzynski equality
雅辛斯基等式是一个广为人知且广泛使用的恒等式，它将系统两个状态之间的自由能差与两个状态之间的任意非平衡变换所做的功联系起来。尽管是有效的随机和确定性的系统，我们表明，确定性的情况下的最佳转换协议似乎不同于预测的随机动力学分析。此外，它表明，在某些情况下，更多的耗散过程有时可以导致更好的数值结果的自由能差。
2013-12-04 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium free energy estimation conditioned on measurement outcomes
Jarzynski等式是非平衡统计力学领域最有影响的结果之一。这个著名的等式允许从非平衡过程的功分布计算平衡自由能差。在实践中，由于需要对罕见事件进行采样，这种计算通常会收敛性差。在这里，我们检查，如果包括测量和反馈可以提高非平衡自由能计算的收敛性。使用Jarzynski等式的修改版本，其中保留具有给定结果的实现，而丢弃其他实现。我们发现，丢弃实现与不需要的结果可以导致改进的收敛相比，计算的基础上的Jarzynski平等。我们认为，所观察到的改进收敛是密切相关的贝内特的接受率方法，这是没有任何参考测量或反馈。
2017-08-21 cond-mat.stat-mech
Equilibrium free energy differences at different temperatures from a single set of nonequilibrium transitions
克鲁克涨落定理和Jarzynski等式是通过两个平衡态之间的非平衡跃迁获得平衡态性质的非常有力的工具。在这封信中，我们提出了一个扩展的克鲁克波动定理之间的过渡两个非平衡定态（NESS）。利用所提出的定理，我们表明，它是可能的，以获得自由能差的多个平衡态从两个NESS之间的过渡获得的一组数据。采用Nose-Hoover动力学和一维$ϕ^4$链进行数值模拟，验证了结果。这些方程是以一种可以进行实验验证的方式建立的。所提出的方法可以提供一个温度范围内的自由能差，因此比Jarzynski等式或Crooks涨落定理快得多。
2017-01-14 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality and Irreversibility
利用唯象非平衡态热力学的方法，证明了Jarzynski等式只在可逆极限下成立，关于自由能和功的非平衡态不等式的结论是不可能的，因此是不允许的。
2013-07-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
A nonequilibrium equality for free energy differences
一个表达式推导出两个配置的系统之间的经典自由能差，在有限时间测量的工作进行参数切换从一个配置到其他方面的合奏。两个著名的均衡恒等式作为这一结果的极限情况出现。
1996-10-30 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
Free-energy estimates from nonequilibrium trajectories under varying-temperature protocols
针对Jarzynski等式不适用于变温协议的问题，本文在马尔可夫随机动力学框架下推导其变体及相关涨落关系，以改善自由能估计的收敛性。
2025-05-12 cond-mat.stat-mech
Energy dissipation and violation of the fluctuation-response relation in non-equilibrium Langevin systems
涨落-响应关系是适用于接近平衡的系统的基本关系。另一方面，当一个系统被驱动远离平衡时，这种关系一般是违反的，因为在非平衡系统中不满足详细平衡条件。即使在这种情况下，对于一类朗之万方程，在非平衡稳态中，涨落-响应关系的破坏程度与系统向环境中的能量耗散率之间存在着一个等式[T. Harada和S. - 我... Sasa，Phys. Rev. Lett. 95，130602（2005）]。由于这个等式只涉及实验上可测量的量，它可以作为一个命题来确定实验上是否可以用朗之万方程来描述系统。此外，每个自由度对能量耗散速率的贡献可以基于该等式来确定。在本文中，我们提出了一个全面的描述这个等式，并提供了详细的推导，包括多体系统，布朗电机模型，时间依赖系统，多热源系统的各种类型的模型。
2005-10-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Hatano-Sasa equality: transitions between steady states in a granular gas
本文对耗散介质中非平衡稳态之间的跃迁进行了实验研究。核心装置是一个小型旋转叶片，它对独立摇动的颗粒气体施加增加和减少作用力的循环。测量该叶片的速度，经受由周期性扭矩变化施加的过渡。Hatano-Sasa等式，将热力学第二原理推广到NESS，在不同的变化率下以高精度（几个$10^{-3}$）进行了验证。此外，它被观察到，在固定的强迫脉动速度遵循广义Gumbel分布。一个粗略的评估的平均自由程的粒状气体表明，它可能是一个相关的系统，至少部分。
2012-10-11 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium heat relation
本文在 Jarzynski 等式基础上，针对系统与热浴间交换的随机热量提出了一个新的等式，并给出了测量该随机热量所需实验条件的指导准则。
2024-11-15 cond-mat.stat-mech
Calculation of the running coupling in non-Abelian gauge theories from Jarzynski's equality
我们讨论了非平衡蒙特卡罗模拟的理论基础，根据Jarzynski的平等和目前，作为一个应用的例子，运行耦合的薛定谔功能方案的确定。
2021-08-30 cond-mat.stat-mech hep-lat
Out-of-equilibrium protocol for Rényi entropies via the Jarzynski equality
近年来，诸如冯·诺依曼熵和雷尼熵等纠缠度量为研究量子多体系统的特性提供了一个独特的机会。然而，从分析、实验或数值模拟中提取纠缠特性可能是一项艰巨的任务。在这里，通过结合复制技巧和Jarzynski等式，我们设计了一个新的有效的平衡协议，用于测量平衡Rényi熵。关键思想是在复制品的几何体中执行淬火。Rényi熵作为淬火过程中所作功的指数平均值获得。我们说明了经典的蒙特卡罗模拟的方法的应用，虽然它可能是有用的，在不同的情况下，如在量子蒙特卡罗，或在冷原子系统的实验。该方法在准静态状态下是最有效的，即，对于慢淬火，其中它允许在协议的单个实现中获得Rényi熵。作为一个基准，我们目前的结果在伊辛普适性类$+$尺寸，这是在完美的协议与著名的共形场论（CFT）的预测。
2017-06-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Non-equilibrium Relations for Spin Glasses with Gauge Symmetry
我们研究了非平衡关系如Jarzynski等式和涨落定理在具有规范对称性的自旋玻璃中的应用。它表明，指数自由能差出现在Jarzynski等式减少到一个简单的解析函数，明确地写在初始和最终的温度，如果温度满足一定的条件有关的规范对称性。这个结果被用来推导出在温度变化的非平衡过程中所做的功的下限。我们还证明了有关的平衡和非平衡量的身份。这些恒等式提出了一种从非平衡计算中计算平衡量的方法，这可能有助于避免自旋玻璃中的慢弛豫问题。
2010-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Exact Work Distribution and Jarzynski's Equality of a Relativistic Particle in an Expanding Piston
本文研究了相对论理想气体在膨胀活塞中的功分布，验证了Jarzynski等式，并发现其与非相对论情况存在显著差异。
2025-11-20 cond-mat.stat-mech
Open Quantum Dynamics Theory for Non-Equilibrium Work: Hierarchical Equations of Motion Approach
一个系统浴（SB）模型被认为是检查Jarzynski等式在全量子制度。在我们之前的论文[J. Chem. Phys. 153（2020）234107]中，我们使用分层运动方程（HEOM）进行了“精确”数值实验，其中我们证明了SB模型描述的行为与热力学第一和第二热力学定律一致，并且整个系统的动力学是时间不可逆的。Jarzynski等式中的区别量是“功特征函数（WCF）"，$\langle \exp[-βW] \rangle$，其中$W$是对系统执行的功，而$β$是逆温度。在目前的调查中，我们考虑的定义的基础上的配分函数（PF）和路径上，和数值计算的WCF使用HEOM确定的方法扩展Jarzynski等式的全量子制度。我们表明，使用PF为基础的定义的周转基金，我们得到的结果是完全不一致的Jarzynski平等，而如果我们使用的路径为基础的定义，我们得到的结果，近似的Jarzynski平等，但可能不一致。
2021-02-10 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Straightforward quantum-mechanical derivation of the Crooks fluctuation theorem and the Jarzynski equality
我们得到的克鲁克斯和Jarzynski非平衡波动关系，使用直接的量子力学方法的有限系统，无论是孤立的或耦合不太强烈的热浴。迄今为止，这些结果大多是在经典极限下得出的。这幅图中的两个主要成分是时间反演对称性和第一定律在主体对系统做功的情况下的应用。没有进一步的假设随机或马尔可夫行为是必要的，既不需要一个主方程或一个经典的相空间图片。这些非平衡关系的简单性和一般性的证明，给非常简单的物理见解。
2012-07-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamic dependence of nonequilibrium work limits the validity of the Jarzynski Equality
分析了Jarzynski等式（JE）在准静态变换的热力学极限和哈密顿演化的工作协议方面的有效性。在第一种情况下，我们表明，JE仅适用于等温变换;在第二种情况下，我们表明，所做的工作（与最终状态哈密顿量）取决于时间动态的工作协议（包括其速度），从而排除了识别它的自由能或任何其他热力学态函数的可能性。即使在热力学极限和无限慢的哈密顿变换（绝热不变性）的热力学平衡状态的情况下，所得的功表达式也不默认为JE，而是默认为绝热热力学变换的功关系，W= Δ U，其中W是功，U是内能。
2020-05-13 cond-mat.stat-mech
Jarzynski Equality for an Energy-Controlled System (Proceedings of nanoPHYS'11)
我们延长Jarzynski等式，这是一个确切的身份之间的平衡和非平衡的平均值，是有用的计算值的熵差通过改变哈密顿量。为了得到我们的结果，我们引入人工动力学的瞬时值的能量可以任意控制在一个非平衡过程。我们建立了一个确切的身份，这样的过程对应于所谓的Jarzynski平等。建议我们的配方是有价值的，在实际应用中的优化问题。
2011-03-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Quantum Rényi-Jarzynski Equality
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
本文推导了非破坏性量子Jarzynski等式即Rényi-Jarzynski等式，将其用作量子最优控制的可调代价函数，最小化有限量子系统的浴偏离与串扰，揭示了Rényi阶数对浴分布区域的敏感性及相关纠缠要求。
2026-08-21 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
An Information--Theoretic Equality Implying the Jarzynski Relation
我们推导出一个一般的信息理论方程的系统进行两个投影测量分离的一般时间演化。相等性意味着前后投影测量结果之间的互信息的非负性。我们发现，它也包含Jarzynski关系之间的平均指数的化学功和指数的差异之间的初始和最终的自由能。我们的结果阐明了热力学的信息理论基础，并解释了为什么Jarzynski关系保持相同的量子以及经典。
2012-04-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Multifractality of random eigenfunctions and generalization of Jarzynski equality
系统被驱离平衡时，耗散功会有很大的波动。对于接近安德森局域化跃迁的无序系统中的波函数振幅也是如此。\cite{Mirlin-review}在这两种情况下，概率分布函数（PDF）都是由大偏差系数给出的。在这里，我们利用的PDF之间的相似性的工作耗散在一个驱动的单电子盒（SEB）和随机多重分形波函数振幅和揭示新的关系，推广Jarzynski等式。我们检查了新的关系实验测量耗散的工作在一个驱动SEB，并发现了显着的对应关系。这些结果代表了失平衡系统功统计的一个重要的普遍特征，有助于理解安德森局域化理论中多重分形指数对称性的本质.
2015-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Jarzynski equality for superconducting optical cavities: an alternative path to determine Helmholtz free energy
提出了一种超导腔模型，作为实验研究量子系统中所做功的一种方法。我们发现了一个简单的数学关系之间的自由能变化和可见度测量在量子腔的背景下。如果我们将时间$t_0$和$t_λ$（协议时间）的哈密顿量之差视为量子功，则Jarzynski等式成立，可见性可以用来确定对腔所做的功。
2019-01-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Variation on the theme of Jarzynski's inequality
Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）
本文探讨了Jarzynski不等式的变体及其在多体量子系统中的扩展，分析了其与最大功定理和波动理论的关联。
2026-01-04 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Two famous results of Einstein derived from the Jarzynski equality
Jarzynski等式（JE）是一个将瞬态不可逆过程与无限时间自由能差联系起来的非凡陈述。尽管已经有20年的历史，但许多人仍然不熟悉JE;尽管如此，它仍然是一部强大而有力的法律。我们研究了爱因斯坦的两个最简单和最著名的发现，一个经典的和一个量子的，并显示如何每个这些都遵循JE。我们的第一个例子是爱因斯坦关于布朗运动中粒子的阻力系数和扩散系数之间的关系。在这种情况下，我们遇到了一个悖论的宏观限制的JE这是迷人的，但也警告我们不要使用JE过于自由的微观领域之外。我们的第二个例子是爱因斯坦的$B$系数对于量子的吸收和受激发射是相等的。在这里，共振光对样品做不可逆的功，这个论点不同于爱因斯坦使用普朗克黑体光谱的平衡推理。我们圆了我们的例子与一个简短的推导和讨论Jarzynski的显着平等。
2017-04-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium nanothermodynamics
使用希尔的nanothermatics，其中被认为是这样的系统的宏观系综的热力学极限系统的熵生产制定。环境对平均纳米系统的外部影响与基于Jarzynsky等式的显式公式的不可逆功有关。熵生产保持其通常的形式作为通量和力的产品和Onsager的对称性原则被证明是持有的平均纳米系统，如果它是有效的宏观合奏，通过两种方法。第一个提供了两个系统的系数相关的表达式。第二章给出了系统在外力作用下保持Onsager对称性的一般条件。
2008-01-03 cond-mat.stat-mech
Thermolubricity and the Jarzynski equality
我们讨论并限定了纳米级摩擦物理学中两种不同现象之间以前未被注意到的联系，这种联系在自然界中是普遍存在的，在实验中也会遇到，包括光晶格中的滑动模拟和蛋白质力谱。第一个是热致润滑性，指定这样的条件，其中干燥的纳米级滑块可以在足够高的温度和低的速度下表现出非常小的粘性摩擦f ~ v，尽管强烈的波纹通常意味着硬机械粘滑f ~ log（v）。第二，显然无关的现象存在于外部强制纳米系统，是负的工作尾巴（“免费午餐”）的工作概率分布，尾巴的存在是必要的，以满足著名的Jarzynski非平衡统计力学平等的发生。在这里，我们证明了解析和数值模拟的原型经典过阻尼一维点滑块（普朗特汤姆林森）模型的存在或不存在的热球度是完全等同于满足或违反Jarzynski等式。这两种状态之间的分界，即贾津斯基对热致性的满足，以及对两者的违背，仅仅与每循环的总摩擦功分别低于或高于kT相一致。这个概念可以，适当的谨慎，扩展到更复杂的滑块，从而邀请交叉检查实验，如寻找免费午餐在冷离子滑动以及在强制蛋白质解旋，或者检查一个热致伸缩制度在拖动胶体单层。作为一个重要的副产品，我们推导出一个无参数的公式表示的线速度系数的摩擦耗散功率的热流体粘性制度，纠正以前的经验参数化的表达式。
2018-09-05 cond-mat.stat-mech
Inequalities for non-equilibrium fluctuations of work
导出了五个未知的平衡态自由能差与非平衡态功涨落之间的不等式，并为许多类似的不等式的推导提供了清晰的途径。这些结果是基于Jarzynski等式的综合利用和H.外尔这些不等式可能会导致更好地了解行为的平衡自由能估计从非平衡实验数据在许多重要的应用，涉及生物，化学和物理分子过程。
2011-05-21 cond-mat.stat-mech physics.data-an
Statistics of the dissipated energy in driven single-electron transitions
本文分析了单电子跃迁过程中产生的热的分布，并讨论了有关的非平衡功定理。在绝热极限下，热分布被证明是高斯分布，尽管存在热波动，但热噪声与平均耗散能量一起消失。我们证明了对于任意驱动，跃迁满足Jarzynski等式，并计算了负热值的概率。我们还推导出一个一般条件的热分布，推广Bochkov-Kuzovlev等式，并将其连接到Jarzynski等式。
2011-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Equality statements for entropy change in open systems
从（1）作为迭代映射演化的系综相位密度$p(t)$，详细平衡转移矩阵$\mathbb{M}(t)$下的$p(t) = \mathbb{M}(t) p(t- Δt)$，和（2）不变相位密度$π(t) = \mathbb{M}(t)^{\infty} π(t) $计算了（非平衡）马尔可夫系综的熵变.采用虚拟测量协议，其中变分熵为零，生成Jeffreys测量方面的不可逆熵变化的精确表达式，$\mathcal{J}(t) = \sum_Γ [p(t) - π(t)] \ln \bfrac{p(t)}{π(t)}$，以及Kullbach-Leibler测量方面的可逆熵变化的精确表达式，$\mathcal{D}_{KL}(t) = \sum_Γ π(0) \ln \bfrac{π(0)}{π(t)}$。讨论了$\mathcal{J}$的五个性质，并导出了克劳修斯定理.
2007-11-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium work statistics of an Aharonov-Bohm flux
我们研究了当打开螺纹磁场时，对限制在环中的非相互作用电子气所做功的统计数据。对于最初在巨正则状态下制备的电子气，证明了Jarzynski等式在这种情况下继续成立，自由能被巨势取代。功的分布与温度有显著的关系。而在经典（高温）制度，工作概率密度函数遵循高斯分布和自由能差进入Jarzynski等式是零，自由能差是有限的量子制度，和工作概率分布函数成为多峰。我们指出的依赖性的工作统计组成的系统的电子数。
2011-06-27 cond-mat.stat-mech
Quantum free energy differences from non-equilibrium path integrals: II. Convergence properties for the harmonic oscillator
将计算量子自由能差的非平衡路径积分方法应用于均匀变化强度的简谐阱中的量子粒子，目的是建立正则化路径积分中自由度M趋于无穷大时功分布和自由能的收敛性质.工作分布收敛时，M趋于无穷大，无论开关速度，导致有限的结果时，Jarzynski非平衡工作关系或克鲁克斯波动关系的自由能差。收敛的性质取决于正则化方法。对于傅立叶方法，自由能差和功分布的收敛性为1/M，而当使用珠正则化过程时，这两个量都收敛于1/M^2。这些结果更一般的系统的影响进行了讨论。
2008-08-29 cond-mat.stat-mech
Energetic Protection, Monotonicity and Switching Far from Equilibrium
Koç University（科奇大学）
研究远离平衡态时稳态概率比的变化，用树状分布追踪比例变化，发现能量保护现象及相关约束，还探讨了单调性和热力学开关，揭示能量消耗定位对非平衡系统功能逻辑的影响。
2026-07-07 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Constraining work fluctuations of non-Hermitian dynamics across the exceptional point of a superconducting qubit
该研究利用耗散超导电路和后选择实验证明，非厄米量子比特跨越例外点时的功涨落仍可满足 Jarzynski 等式，其关键在于区分非厄米动力学与 Floquet Hamiltonian 的能量学及 PT 对称性。
2023-09-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Energy representation for out-of-equilibrium Brownian-like systems: steady states and fluctuation relations
能量表象中的随机动力学是研究非平衡类布朗系统的一种方法。结果表明，这种系统的能量的运动方程可以采取的形式与乘性噪声的朗之万方程。通过求解Fokker-Planck方程的能量分布函数的稳定状态的属性进行检查。对于以移位概率流算子为特征的系统，导出了广义积分涨落定理。有一些熵和涨落关系，如波多野-佐佐恒等式和Jarzynski等式，遵循这个定理。
2010-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Equilibrium free energy differences from nonequilibrium measurements: a master equation approach
它最近已被证明，亥姆霍兹自由能差的两个平衡配置的系统可以从有限的时间（非平衡）测量的工作进行切换系统的外部参数的合奏。在这里，这个结果作为一个恒等式在主方程形式主义中建立起来。例子进行了讨论，并提供了数值说明。
1997-07-30 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
