Nonequilibrium fluctuations in boson transport through squeezed reservoirs
研究了量子力学压缩效应对两个压缩谐振子库与一个二能级系统之间玻色输运非平衡涨落的影响。采用基于量子主方程的标准全计数统计技术。在温度相等的情况下，我们导出了两个压缩库的非零热力学亲和势。在对称条件下，奇累积量与压缩无关，而偶累积量则与压缩参数呈非线性关系。奇数和偶数累积量饱和在两个不同的，但唯一的值，这是确定的分析。此外，压缩总是增加的幅度相比，非压缩的情况下，偶累积量。我们还恢复了压缩依赖热力学亲和势的稳态涨落定理，并证明了稳态热力学不确定性关系的鲁棒性。
2022-06-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium grand-canonical ensemble built from a physical particle reservoir
我们引入了一个非平衡巨正则系综，它是通过考虑与非平衡粒子库相接触的被驱动粒子质点系的定态而定义的。与其平衡对应物或与巨正则系综的纯粹形式构造不一致，这种物理动机的构造产生了一个巨正则分布，该分布取决于系统与储层之间接触动力学的细节。对于非相互作用的驱动粒子，仍然可以定义一个巨正则化学势，尽管这个化学势现在与库的化学势不同。然而，在一般情况下，定义巨正则化学势的通常指数因子（在粒子数中）被密度的非线性函数的指数所取代，该函数与体积成比例。这种情况下，明确说明了一个一维晶格模型。虽然在这种情况下不再能定义巨正则化学势，但对于接触动力学的一个子类来说，通过在系统和储层之间引入一个小的外部电势差来概括平衡涨落-响应关系是可能的。
2020-07-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Linear response of hydrodynamically-coupled particles under a nonequilibrium reservoir
Bérut等人[2014 Europhys. Lett. 107，60004]，是说明非平衡过阻尼系统线性响应理论的理想范例，包括水动力相互作用以及异常的水库本身失衡。事实上，在这种设置中，人们发现了一个非平衡环境，其中自由粒子的迁移率和扩散率并不简单地彼此成比例。我们得到的机械强迫和温度变化的可观察和路径权重的行动之间的相关性的响应。后者的时间反对称分量并不简单地与流入环境的热量成正比。这些结果是可视化的模拟类似的条件和协议很容易在实验中实现，从而跟踪路径的理论实验验证。
2016-03-21 cond-mat.stat-mech
Using an ion trap with two temperature reservoirs to explore nonequilibrium physics
采用分子动力学模拟和基本统计力学相结合的方法，分析了不同温度下两种理想气体中囚禁离子的位置和速度分布。这种系统已在最近开发的MOTion陷阱体系结构中实现。该系统有可能作为在受控环境中研究非平衡统计力学的平台。作为例子，我们展示了一个非麦克斯韦玻尔兹曼速度离子分布的陷阱，崩溃的波动耗散定理，和位置速度排序，其中高速离子状态是在高势能点。我们提出实验来验证这些预测。
2015-10-22 cond-mat.stat-mech
Universal features of nonequilibrium Ising models in contact with two thermal reservoirs
Universidade de São Paulo（圣保罗大学）；UHasselt, Faculty of Sciences（哈瑟尔特大学理学院）
研究非平衡伊辛模型与两个热库接触时的相变特性，揭示外部参数对相变类型的影响，发现对称参数下存在连续、不连续和三临界点，而反对称参数下仅出现临界或不连续相变。
2026-04-02 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium density matrix description of steady state quantum transport
利用这项工作，我们研究了与水库连接的中间量子系统的载流非平衡稳态的定态非平衡密度矩阵。我们描述的分析过程，以获得显式的结果时，系统，连接水库，以及系统-水库相互作用的量子输运的约化密度矩阵描述的二次哈密顿。我们的程序是详细的，电子运输所描述的紧束缚哈密顿和声子运输所描述的谐波哈密顿。对于弱系统-储层耦合的特殊情况，得到了稳态密度矩阵的更详细的描述。阐明了几种用于电极间电子输运和低维声子热通量的范例输运设置。
2012-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium entropy production for open quantum systems
我们考虑弱耦合到热库并由任意含时参数驱动的开放量子系统。我们推导出精确的非平衡熵产生和熵产生率的微观表达式，有效的任意远离平衡。利用系统和库的两点能量测量统计，进一步得到了Seifert [PRL 95，040602（2005）]提出的积分涨落定理的量子推广.
2011-03-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Thermodynamics: A Nonequilibrium Green's Functions Approach
在非平衡格林函数（NEGF）框架下，建立了强耦合非相互作用开放量子系统的量子热力学非平衡理论基础.系统的能量及其与储层的耦合由一个缓慢的外部时间依赖力控制，该力被处理为一阶超越准静态极限。我们导出了热力学的四个基本热力学定律，并描述了可逆变换的特征。在弱耦合极限下恢复了随机热力学。
2015-03-17 cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium relaxation transport of ultracold atoms
我们分析了两个包含超冷原子的费米子或玻色子库之间的平衡过程，其中粒子总数固定，通过少能级量子系统弱连接。我们允许温度和粒子密度的水库演变的时间。随后，线性化所得到的方程使我们能够描述平衡过程及其时间尺度的平衡储层性质和线性响应输运系数。此外，我们还研究了粒子晶体管或粒子电容器等器件的使用，并分析了其效率。
2014-09-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium thermodynamics and Nose-Hoover dynamics
我们表明，系统驱动的外力和描述的鼻子胡佛动力学允许一个一致的非平衡态热力学描述时，恒温变量最初假设在一个典型的平衡状态。把“实”量看作系统，把恒温量看作贮器，建立了热力学第一、第二定律。对于哈密顿系统，熵产生可以表示为相对熵，其测量在动态过程中建立的系统-储层相关性。
2010-05-25 cond-mat.stat-mech
Representation of nonequilibrium steady states in large mechanical systems
最近导出了导热非平衡稳态概率分布的一种新的简明表示。该表示在“非平衡度”的二阶上是有效的，并且具有非常有启发性的形式，其中有效哈密顿量由过量熵产生确定。在这里，我们扩展到广泛的一类非平衡稳态实现的经典力学系统中的浴（水库）也定义在确定性力学。本扩展涵盖了这样的非平衡稳态与热传导，与粒子流（由外部场或由粒子库维持），并在振荡的外部场。我们还简化了推导过程并讨论了相应的满阶表示。
2008-05-20 cond-mat.stat-mech
Moment-Resolved Readout and Reservoir Diversity in Nonequilibrium Langevin Computing
Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）
研究基于朗之万动力学的非线性热力学计算机，将读出范式从均值扩展到矩分辨，引入异构多储层架构，通过特征级融合在MNIST数据再现中取得高准确率，为有限时间朗之万计算提供候选设计原则。
2026-07-17 cond-mat.stat-mech cs.NE
Nonequilibrium steady states in fluids of platelike colloidal particles
本文用唯象动力学密度泛函理论研究了两个板状胶体粒子库连接的开放系统的非平衡稳态[M. Bier和R. van Roij，Phys.Rev.E76，021405（2007）]。板状胶体颗粒内的限制取向的Zwanzig模型，其中表现出各向同性的体积相变近似。局部化学势的不均匀性产生扩散电流，如果耦合到系统的两个水库维持不同的化学势，则扩散电流松弛到非零值。的松弛过程的初始状态的稳定状态原来包括两个制度：一个平滑的初始阶梯状结构，然后由最慢的扩散模式的最终松弛。由于流体的平移自由度和取向自由度之间的耦合，非平衡界面的位置和稳态的粒子流非平凡地依赖于储层的结构。
2007-10-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Quantum theory of dissipation of a harmonic oscillator coupled to a nonequilibrium bath; Wigner-Weisskopf decay and physical spectra
本文将耗散的量子理论推广到系统-水库模型中，其中水库处于非平衡状态。基于对动力学中涉及的时间尺度的系统分离，指出了涨落耗散和爱因斯坦关系的适当推广。我们表明，Wigner-Weisskopf衰减的系统模式的结果在一个速率常数，这取决于非平衡浴的弛豫动态修改。我们还计算了当腔与非平衡浴接触时，具有适当增益的腔模的时间相关谱。
1999-02-15 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Transport and bistable kinetics of a Brownian particle in a nonequilibrium environment
提出了一个系统库模型，其中关联库由外部有色随机力调制，研究了过阻尼布朗粒子在周期势场中的输运。然后，我们推导出的平均速度，流动性和扩散率的解析表达式。研究了过阻尼区的双稳态动力学和从亚稳态的逃逸率。通过数值模拟，我们证明了我们的解析逃逸率与数值结果是一致的。
2008-10-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Producing Useful Work in a Cycle by Absorbing Heat from a Single Thermal Reservoir: An Investigation on a Locally Nonchaotic Energy Barrier
在目前的研究中，我们研究了自发非平衡维数（SND）的概念，并表明基于SND的系统可以打破热力学第二定律。SND的主要特征是固有的非平衡粒子交叉比。一个局部非混沌的能量势垒被用来形成模型系统。一方面，当势垒宽度远小于粒子的平均自由程时，系统不能达到热力学平衡;另一方面，非平衡粒子分布允许通过从单个热库吸收热量来在循环中产生有用功。通过蒙特卡罗模拟证明了这种系统性能。这应该归因于热相关热力学力的不平衡交叉影响，与传统的统计力学框架不相容。没有麦克斯韦的恶魔参与。类似的效果可以通过许多变型来实现，当势垒是可切换的或存在分布的非混沌陷阱时。
2022-02-26 cond-mat.stat-mech physics.class-ph physics.data-an
Particle and Energy Transport in quantum disordered and quasi-periodic chains connected to mesoscopic Fermi reservoirs
我们研究了一个多体系统中粒子和能量的非平衡量子输运模型，该多体系统与介观费米贮库（即所谓的介观贮库）相连。我们讨论的粒子和能量守恒定律在我们的设置，以及准周期和无序链的输运性质。
2012-05-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium Thermodynamics and Steady State Density Matrix for Quantum Open Systems
我们考虑的通用模型的有限尺寸量子电子系统连接到两个（温度和粒子）水库。量子开放系统被两个储层之间的温度和化学电势差两者的存在驱动而脱离平衡。研究了这种量子开放系统在稳态区域的非平衡（NE）物理性质。在这样的制度，相应的NE密度矩阵是建立在所谓的广义吉布斯系综。从NE密度矩阵的不同表达式中，我们可以识别出系统中与熵产生有关的项。我们证明，对于一个简单的模型，熵产生率总是一个正数。熵产生的替代表达式也得到了吉布斯-冯诺依曼常规公式和详细讨论。我们的研究结果证实和扩大早期的作品中发现的文献。
2017-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Statistical work-energy theorems in deterministic dynamics
本文从理论上探讨了受外部控制的有限系统中的Bochkov-Kuzovlev-Jarzynski-Crooks功定理。我们首先阐述系统和周围水库之间的机械能平衡，并着手制定一般非平衡条件下的统计对应。因此，一个一致性条件的推导，支持非平衡等式，无论是在框架内的系统为中心的和非自治的哈密顿图片和它的效用是在几个例子中进行检查。此外，我们阐明，对称波动与向前和向后操纵的非平衡工作是偶然的时间反转不变性的介观动力学。
2015-03-25 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of one and two-qubit nonequilibrium heat engines running between squeezed thermal reservoirs
本研究针对与压缩热库作用的单、双量子比特有限时间Otto热机展开热力学分析，探究压缩度与量子相干性的相互作用，发现双量子比特热机功率更高，且可通过调节压缩参数切换热机/制冷模式。
2022-09-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
A perturbative method for nonequilibrium steady state of open quantum systems
我们发展了一种计算开放量子系统的非平衡稳态（NESS）的方法，该系统与处于不同平衡态的储层弱耦合。我们使用Redfield型量子主方程（QME）描述系统。我们将Redfield QME分解为Lindblad型QME和剩余部分$\mathcal{R}$。将Lindblad QME的定常解视为未微扰解，对$\mathcal{R}$进行微扰计算，得到Redfield QME的NESS.由此确定的NESS精确到系统-储层耦合强度（泵/损失率）的第一阶，这与QME的有效性阶数相同。所提出的方法在数值计算中的一个优点是它的适用范围比直接求解原始Redfield QME的方法更大。我们将此方法应用于非相互作用费米子系统，得到了NESS密度矩阵的解析表达式。我们还数值演示了非平衡量子自旋链的方法。
2014-11-23 cond-mat.stat-mech
A matrix product solution for a nonequilibrium steady state of an XX chain
本文用矩阵乘积态近似精确地求解了一个两端耦合于贮库的有限长一维XX自旋链。找到了与链长无关的固定维数为4的矩阵的一个显式表示，并计算了所有观测量的期望，表明除了最近邻z-z之外，所有连接的相关性都为零。
2010-09-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum thermodynamics of single particle systems
经典热力学是以平衡态的概念建立起来的。然而，平衡态热力学是如何通过遵循量子力学原理的动力学出现的，这一点还不太清楚。在本文中，我们发展了一个理论来研究量子系统的精确非平衡态热力学，它适用于与水库接触的任意小系统，甚至是单粒子系统。我们将温度的概念推广到依赖于量子态详细动力学的非平衡态。当我们将该理论应用于腔系统和与热库相互作用的二能级原子系统时，精确非平衡理论明确地解释了：（1）在弱耦合区，经典热力学从量子动力学中产生，而不引入平衡假设;（2）在强耦合区，经典热力学的崩溃是由非马尔可夫记忆动力学引起的;（3）发生了以负非平衡温度为特征的暴胀动力学量子相变，由此自然地证明了热力学第三定律在量子力学中的重要地位。相应的动力学临界性提供了分离经典和量子热力学的边界。暴胀动力学也可以为大爆炸和宇宙暴胀的起源提供一个简单的图像。
2018-12-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Classical Driven Transport in Open Systems with Particle Interactions and General Couplings to Reservoirs
我们研究了在两个储层之间驱动的具有最近邻相互作用的晶格气体的非平衡稳态。在这些系统中的密度分布表现出接近水库的振荡。我们证明了一种基于时间相关的密度泛函理论的方法处理这些振荡和预测的体积密度的相图，以一个很好的近似下任意的边界水库耦合。最小或最大电流原则仅适用于特定的批量适配联轴器。我们表明，他们一般不能给出正确的拓扑结构的相图，但仍然可以是有用的洞察到不同阶段的相互安排。
2011-10-10 cond-mat.stat-mech
Obtaining pure steady states in nonequilibrium quantum systems with strong dissipative couplings
纯定态的耗散制备通常涉及相干动力学和耗散动力学对目标态的交换作用。也就是说，目标纯态是动力学的相干部分和耗散部分的本征态。我们表明，工作在芝诺制度，即无限大的耗散耦合，一个可以产生一个纯态的非对易作用，在上述意义上的相干和耗散动力学。导出了相应的芝诺区纯度判据。我们说明的方法，在其理论和应用方面，在一个开放的$XXZ$自旋$1/2$链的例子情况下，驱动平衡的边界水库针对不同的自旋方向。使用我们的标准，我们发现两个家庭的纯非平衡稳态，在芝诺政权，并计算有效地产生稳定的状态，这是几乎无法区分的目标纯态所需的耗散强度。
2016-02-17 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantifying dissipation using fluctuating currents
耦合到多个热力学水库的系统可以表现出非平衡动力学，打破细致平衡产生电流。为了给这些水流提供动力，水库的熵增加了。熵的产生率，或耗散率，是非平衡过程统计不可逆性的量度。通过在几个生物系统中测量这种不可逆性，最近的实验已经发现某些系统并不处于平衡状态。在这里，我们讨论了三种策略，以取代二元分类（平衡与非平衡）的熵产生率的量化。为了说明这一点，我们生成了一个易于分析的珠弹簧模型的演变的时间序列数据。概率流可以被推断并用于间接量化熵产生率，但这种方法需要在高维系统中禁止大量的数据。这种维数灾难可以通过使用热力学不确定性关系来限制熵产生率来部分减轻，所述熵产生率使用概率流中的统计波动。
2019-04-12 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Microscopic chaos and transport in thermostated dynamical systems
一个基本的挑战是从多粒子系统运动方程的微观混沌出发来理解非平衡统计力学。在这篇综述中，我们总结了最近的理论进展，沿着这些路线。特别是，我们关心的是由外部电场和温度或速度梯度所产生的非平衡状态。这些约束将能量泵入系统，因此必须有一些热库来防止系统升温。大约二十年前，以高斯和Nose-Hoover恒温器的形式提出了这种热库的确定性和时间可逆建模。这种方法得出了非平衡统计力学和动力系统理论的基本量之间的简单关系。我们审查的主题是批判性地评估这些结果的普遍性。作为演示的车辆，我们采用驱动周期性洛伦兹气体，这是一个玩具模型的经典动力学的电子在金属下的应用电场。将不同类型的热库应用于该系统，我们将得到的非平衡稳态相互比较。沿着同样的思路，我们讨论了在剪切和热作用下的相互作用的多粒子系统。最后，我们概述了一个意想不到的确定性恒温器和活性布朗粒子建模生物物理细胞运动之间的关系。
2003-09-26 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Efficiency and power of a thermoelectric quantum dot device
我们研究了通过一个单能级量子点隧道耦合到两个水库在不同的温度以及化学势的线性响应和非平衡稳态热电输运。占据点的费米子通过短程双粒子相互作用与库中的费米子相互作用。对于粒子逆着偏置电压从热储液器流到冷储液器的参数，该设置充当能量转换装置，利用该能量转换装置从废热中获得电能。我们研究相关性如何影响其效率和输出功率。在线性响应中，热电性质的变化可以追溯到相互作用引起的共振线形状的重整化。特别是，小到中等的排斥相互作用降低了最大效率。在非平衡的情况是更复杂的，我们确定了一个参数制度，在该制度中，对于一个固定的下限的输出功率的效率增加。
2013-06-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nonequilibrium configuration interaction method for transport in correlated quantum systems
提出了一种处理非平衡量子多粒子系统关联的新方法。该方法基于精确非微扰基态电子结构计算的组态相互作用理论思想。我们在Liouville-Fock空间中使用超算子技术，并将非平衡密度矩阵表示为建立在适当参考态上的所有可能的非平衡准粒子激发的线性组合。作为一个例子，我们考虑了电子-声子相互作用系统中的电子输运。嵌入（水库和相关量子系统之间的缓冲区）的概念被用来推导出一个精确的主方程的约化密度矩阵。利用试探密度矩阵的近似（截断）展开，我们得到了双准粒子振幅的线性方程组。然后计算稳态电流，并与其他方法的结果进行比较。证明了该方法的电流守恒性。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Demon driven by geometric phase
本文理论提出一种由几何相位驱动的恶魔，通过周期性调制储库电化学势与系统哈密顿量参数，使首周期熵产生为负并从非平衡稳态提取功，且以 Anderson 模型给出实现方案。
2023-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Analytical and numerical investigation of escape rate for a noise driven bath
我们考虑一个系统水库模型的水库是由外部噪声调制。储层的内部噪声和外部噪声都是平稳的、高斯的，并且由任意衰减的关联函数表征。基于系统的耗散和由外部噪声驱动的水库的响应函数之间的关系，我们用数值方法研究了模型，使用一个完整的Kramers的潜力表明，一个可以恢复的翻转功能通常Kramers的动态时，外部噪声调制水库，而不是直接的系统。我们导出了这个非平衡开放系统的广义Kramers速率。数值模拟结果验证了理论分析的正确性。
2001-03-13 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Harmonic Systems With Bulk Noises
我们考虑一个谐波链在不同的温度下与热储层接触，并受到不同类型的体积噪声：速度翻转或自洽水库。虽然这两个系统在非平衡定态（NESS）中具有相同的协方差，但测量值非常不同。我们研究流体动力学标度，大偏差，波动，和长程相关性在这两个系统。我们的一些结果扩展到更高的维度。
2013-11-26 cond-mat.stat-mech math.PR
Stochastic Simulation of Nonequilibrium Heat Conduction in Extended Molecule Junctions
了解分子结中的声子热输运过程是纳米热传导和操纵领域的核心问题。在这里，我们提出了一个随机非均衡分子动力学模拟框架，研究热传输过程中的分子结和超越线性响应制度。我们使用扩展的分子模型过滤马尔可夫热库通过中间基板区域，提供一个现实的和可控的有效浴光谱密度。在频域上，对连接金基底的烷烃二醇分子的计算结果与以前的非平衡格林函数计算结果一致，并与最近的实验测量结果相符（例如，对于单分子结中的烷二硫醇，热导率约为20 pW/K）比较了使用全分子力场的经典MD模拟和基于相同力场的谐波部分的量子Landauer型计算，计算结果的相似性表明，在低频范围内，热输运是由模态主导的。不同长度的多炔的热传导模拟阐明了分子共轭对热输运的影响。
2019-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Steady state quantum transport through an anharmonic oscillator strongly coupled to two heat reservoirs
利用数值精确的基于热场的链映射矩阵乘积态（TCMPS）方法，研究了耦合到两个不同热浴中的单格点Bose-哈伯德模型非谐振子的输运性质.我们比较TCMPS的有效性，以探测强相互作用系统的非平衡动力学，无论系统浴耦合与全球主方程方法在Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad形式。我们讨论了现场相互作用，温度偏置以及系统浴耦合的稳态输运性质的影响。最后通过研究两个不同初态之间迹距随时间演化的非单调性，证明了非马尔可夫动力学的存在。
2020-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Kramers turnover in class of thermodynamically open systems: Effect of interplay of nonlinearity and noises
针对水库受外部高斯平稳噪声非线性驱动的情况，提出了系统-水库非线性耦合模型。除了内部的热噪声外，开放系统还遇到了两种本质上是乘性的噪声。从复合系统导出的朗之万方程包含了这些噪声过程相互作用的基本特征。基于数值模拟的完整模型的潜力，我们表明，即使在水库是由外部噪声非线性调制，可以恢复营业额的Kramers动态功能。
2012-06-12 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
