Quantum thermodynamic uncertainty relation for continuous measurement
我们利用量子估计理论导出了马尔可夫开放量子系统中的热力学不确定关系，它限制了连续测量的涨落。导出的量子热力学不确定性关系适用于满足标度条件的任意连续测量。我们推导出两个关系;第一个关系由动力学活动限制涨落，第二个关系由熵产生限制涨落。我们将我们的边界应用到一个由激光场驱动的二能级原子和一个具有跳跃和扩散测量的三能级量子热机中。我们的结果表明，存在一个普适的约束上的波动，无论连续测量。
2020-05-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Ultimate Kinetic Uncertainty Relation and Optimal Performance of Stochastic Clocks
本文针对离散构型马尔可夫过程推导了更紧且可饱和的随机通量不确定度渐近界，确立了首次通过时间不确定度极限与随机时钟最优长期性能，并将结果推广至含量子重置的半马尔可夫过程。
2024-07-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
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
Stochastic thermodynamics for kinetic equations
随机热力学是为时间反演下的奇数变量而制定的。由于热浴的各向同性的碰撞率的空间旋转下的不变性被证明是一个至关重要的成分。另一种详细的波动定理推导出来，仅表示在远期统计。它说明了一个线性动力学方程与袋鼠率。
2015-03-31 cond-mat.stat-mech
Relativistic kinetic theory of classical systems of charged particles: towards the microscopic foundation of thermodynamics and kinetics
在经典电荷系统和由它们产生的电磁场的演化方程的完整系统中，场变量被排除在外。得到了一个精确的封闭的相对论性非哈密顿非局部动力学方程组，它描述了电荷系统的微观分布函数的演化。该方程组的解对于时间反演是非不变的，并且具有遗传性。
2020-05-16 cond-mat.stat-mech
The role of entropy production and thermodynamic uncertainty relations in the asymmetric thermalization of open quantum systems
本研究通过熵产生速率和量子热动能不确定关系，揭示了开放量子系统中加热比冷却更快且更稳定的热力学机制。
2025-10-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamic uncertainty relations from exchange fluctuation theorems
热力学测不准关系（TURs）严格限制了热力学量在熵产生方面的波动。在这项工作中，我们确定了最紧密的（和饱和）矩阵值TUR，可以从交换波动定理描述多个系统之间的热量和粒子流的统计。我们的结果适用于量子和经典系统，经历一般的非马尔可夫和非平稳过程。此外，它不仅提供了范围的方差，而且为热力学量之间的相关性。为了证明TURs与纳米级机器设计的相关性，我们考虑了一个两量子位SWAP引擎进行奥托循环的操作，并展示了我们的结果如何用于对热和功之间的相关性进行严格限制。
2019-08-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamic Uncertainty Relations for Bosonic Otto Engines
我们研究了双模态玻色子发动机的奥托循环。两个玻色子系统之间的能量交换是由模式算子建模频率转换中的可调酉双线性相互作用提供的，而循环操作是由每个相互作用阶段之后在不同温度下的两个浴的弛豫来保证的。通过两点测量方法，我们提供了随机功和热的联合概率。我们推导出精确的表达式工作和热波动，身份之间的相互依存关系，平均提取的工作，波动和效率，以及热力学不确定性之间的关系观测到的工作和热的信噪比和熵产生。我们概述了如何提出的方法可以适当地应用于推导出热力学不确定性关系的量子奥托引擎与替代单一的中风。
2020-12-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamic uncertainty relation under continuous measurement and feedback with quantum-classical-transfer entropy
The University of Tokyo（东京大学）；Inamori Research Institute for Science (InaRIS)（稻盛科学研究所）
研究通过量子-经典转移熵量化连续测量获得的信息，揭示了电流精度受信息热力学成本约束，并展示反馈可提升精度同时抑制熵产。
2026-03-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamic uncertainty relations for coherently driven open quantum systems
在经典的马尔可夫跳跃过程中，电流波动只能以增加耗散为代价来减少。为了探讨量子效应如何影响这种权衡，我们分析了马尔可夫开放量子系统中稳态电流的不确定性。我们首先考虑三个有启发性的例子，然后系统地最小化小开放量子系统的不确定性和熵产生的乘积。作为我们的主要结果，我们发现，减少波动的热力学成本可以降低到低于经典的一致性。我们推测，在自由度足够多的量子系统中，这个代价可以任意小。因此，我们的研究结果提供了一个一般的指导方针，在量子制度的热力学精度高，这意味着低耗散和平均值附近的小波动的热机的设计。
2021-06-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Energy-temperature uncertainty relation in quantum thermodynamics
众所周知，当宏观系统的能量涨落很大时，对处于平衡状态的宏观系统的温度估计是最精确的。然而，对于纳米级系统，由于它们与环境的相互作用，会出现标准热力学的偏差。在这里，我们包括这样的相互作用，并利用量子估计理论，推导出一个广义的热力学不确定性关系，适用于经典和量子系统在所有耦合强度。我们表明，系统的状态和它的有效能量运营商之间的非交换性引起的量子涨落，增加了温度的不确定性。令人惊讶的是，这些额外的波动描述的平均Wigner-Yanase-Dyson偏斜信息。我们证明，温度的信噪比的热容量加上耗散项所产生的不可忽略的相互作用的约束。这些发现揭示了量子热力学中经典和非经典波动之间的相互作用，并将为最佳纳米温度计的设计提供信息。
2018-06-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Generalized thermodynamics and kinetic equations: Boltzmann, Landau, Kramers and Smoluchowski
我们提出了一个正式的扩展热力学和动力学理论的熵泛函的一个更大的类。玻尔兹曼，费米，玻色和Tsallis熵的动力学方程作为一个特殊的情况下恢复。这种形式主义首先提供了一个统一的描述经典和量子动力学理论。另一方面，一个广义的数学框架是合理的描述复杂系统表现出异常扩散。最后，广义热力学的概念出现的背景下，由于Casimir不变量和不完全弛豫的存在，碰撞的恒星系统和二维涡旋的剧烈弛豫。一个数学类比也可以用来分析Vlasov和二维Euler-Poisson系统定态解的非线性动力学稳定性。一般来说，我们认为广义熵的出现是由于“隐藏约束”的存在，这些约束修改了我们天真地期望的熵的形式。因此，广义动力学方程是"有效的“方程，它是用图解法引入的，用来描述复杂系统。
2003-04-03 cond-mat.stat-mech
Generalized kinetic equations and effective thermodynamics
我们引入了一类新的非局部动力学方程和非局部Fokker-Planck方程，并给出了一个有效的广义数学形式。这些方程具有丰富的物理和数学结构，可以描述相变和爆破现象。在一般的理由，我们的形式可以在物理学，天体物理学，流体力学和生物学的不同领域的应用。我们发现主题之间的美学连接（恒星，漩涡，细菌，...）之前是断开的这些系统之间的共同点是相互作用的（有吸引力的）长程性质。
2004-07-15 cond-mat.stat-mech
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
Combining kinetic and thermodynamic uncertainty relations in quantum transport
本文研究多端多通道量子输运中电流涨落，利用散射理论推导出适用于费米子和玻色子系统的组合热力学-动力学不确定关系，该关系能紧致约束器件精度并可用于从输运观测量估计熵产生。
2025-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
A case study of thermodynamic bounds for chemical kinetics
在这一章中，我们说明了最近获得的热力学界限的一些酶网络，专注于简单的例子，单环或多环网络。我们还推导出互补关系，约束的波动的首次通过时间达到阈值电流。
2018-04-03 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Thermodynamic constraints on kinetic perturbations of homogeneous driven diffusions
该研究分析扩散型非平衡稳态的动力学扰动静态响应，证实其为非平衡效应且可衡量涨落耗散定理的违背程度，还给出平坦势场驱动扩散下响应受驱动强度约束的定量不等式。
2024-04-15 cond-mat.stat-mech
Kinetics and thermodynamics of a driven open quantum system
Redfield理论提供了一个封闭的动力学描述的量子系统在弱接触的一个非常密集的水库。Landau-Zener理论对于与稀疏储层接触的时间相关驱动系统也是如此。使用一个简单的模型，我们分析了这两个理论的有效性，通过比较他们的预测与精确的数值结果。我们表明，尽管他们的先验不同的有效性范围内，这两个描述可以产生一个相同的量子主方程。这两种理论都可以用于非平衡热力学描述，我们表明这与在整个系统-储层空间中评估的精确热力学恒等式是一致的。我们强调的重要性，适当占系统-水库相互作用的能量和操作的制度，水库可以被认为是接近理想的。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Comment on "Fluctuation Theorem Uncertainty Relation" and "Thermodynamic Uncertainty Relations from Exchange Fluctuation Theorems"
在最近的一封信[物理。修订版~ Lett {\bf 123}，110602（2019）]，Y.~长谷川和T.~ V.~ Vu推导出热力学不确定性关系。但他们之间的关系是松散的。在本文中，通过微小的修改，得到了一个改进的界限。这个改进的界与[Phys.~]中得到的界相同。修订版~ Lett {\bf 123}，090604（2019）] by A.~ M.~ Timpanaro {\it et. al.}，但这里的推导很简单
2019-10-27 cond-mat.stat-mech
Comment on Thermodynamic uncertainty relation for time-delayed Langevin systems
最近，T。V.Vu和Y.长谷川（arXiv：1809.06610v2）。在这里，我们表明，推导是错误的。
2018-10-30 cond-mat.stat-mech
Discrete-time thermodynamic uncertainty relation
我们推广了热力学不确定性关系，为时间连续稳态系统中的平均通量提供了熵上限（Gingrich等人，物理修订信函116，120601（2016）），时间离散马尔可夫链和时间对称，周期驱动下的系统。
2017-09-05 cond-mat.stat-mech
Finite-time thermodynamic uncertainty relation do not hold for discrete-time Markov process
热力学不确定性关系的离散时间对应物（P.Pietzonka等人，arXiv：1702.07699（2017））。我们通过构造一个具体的反例来证明这种关系并不成立。我们的发现表明，有限时间区间热力学测不准关系的证明，如果是真的，应该强烈依赖于时间是连续的这一事实。
2017-06-03 cond-mat.stat-mech
Kinetics and thermodynamics of first-order Markov chain copolymerization
我们报告的随机过程建模的一阶马尔可夫共聚物的增长，以及解聚的逆反应的理论研究。这些过程由描述单体的附着和脱离的动力学方程支配。在多组分共聚和解聚的稳定状态下，得到了这些动力学方程的精确解。热力学平衡被认为是生长速度平均为零且满足细致平衡的状态。远离平衡，热力学熵产生的解析表达式推导出的香农无序的共聚物序列中的每个单体。在完全不可逆的增长制度下恢复梅奥-刘易斯方程。该理论也适用于伯努利链的情况下，附着和脱离速率只取决于反应单体。
2014-05-20 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic Induction Effects Exhibited in Nonequilibrium Systems with Variable Kinetic Coefficients
一个非平衡态热力学理论表明诱导效应的统计性质。我们已经表明，这种热力学诱导可以出现在一类系统，具有可变的动力学系数（VKC）。特别是，如果一个动力学系数与一个给定的热力学变量取决于另一个热力学变量，那么我们已经推导出一个表达式，可以预测的程度的诱导。感应的量被示出为与驱动力的平方成比例。感应效应的互变量耦合的性质与昂萨格对称关系相似，尽管有一个重要的符号差异以及幅度不相等。热力学归纳法增加了非线性项，至少在VKC类系统中提高了定态的稳定性。归纳法还在熵产生率的表达式中产生了一个术语，可以解释为自组织。这些结果中的许多结果也是使用变分方法获得的，在一定意义上，基于最大化熵产生。引入了类似于平衡态热力学自由能的非平衡量。
2015-12-18 cond-mat.stat-mech
Kinetic and thermodynamic temperatures in quantum systems
在这项工作中，我们提出了一个形式主义来描述系统的非平衡条件与离散的能量谱，如量子系统。我们开发了一种形式主义的基础上的吉布斯-香农熵和信息热力学的组合，达到了适用于离散和非对称分布的德布鲁因恒等式的推广。这允许定义热力学温度的概念，其具有与系统的平衡动力学温度不同的但互补的含义。该理论适用于玻色子和费米子的情况下所代表的谐振子和一个单一的能量状态，分别。我们证明了该形式正确地恢复了平衡态下的已知结果，然后将其应用于一个真正的非平衡态：相干量子振荡器。
2013-07-21 cond-mat.stat-mech
Achievability of thermodynamic uncertainty relations
热力学的不确定性关系提供了一个普遍的熵耗散率和波动之间的权衡输运电流。该关系主要用于通过实验测量电流波动来估计最小熵耗散率。在这里，我们认为联合电流，并表明，这种不确定性关系不能同时实现任何两个电流，这导致潜在的低估的最小熵耗散率。
2019-11-21 cond-mat.stat-mech
Relativistic kinetic theory: toward the microscopic substantiation of zeroth law of thermodynamics
本文导出了全同经典粒子通过标量场相互作用系统的精确封闭相对论动力学方程。建立了相对论经典相互作用粒子系统不可逆平衡过程的微观决定性机制。关键词：不可逆平衡过程;经典相对论动力学;延迟相互作用。
2021-06-24 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Bona Fide Thermodynamic Temperature in Nonequilibrium Kinetic Ising Models
我们表明，一个标称温度可以一致和唯一的定义无处不在的大类非平衡动力学伊辛自旋模型的相图。此外，我们证实了最近的建议，在临界点，大时间"波动耗散比“$X_\infty$是一个普遍的振幅比，并发现特别是$X_\infty \approx 0.33(2)$和$X_\infty = 1/2$的磁化，分别在二维伊辛和选民的普遍性类。
2003-08-08 cond-mat.stat-mech
Kinetics and thermodynamics of reversible polymerization in closed systems
最近的工作的碳水化合物在细菌中的代谢的动机，我们研究了可逆聚合的两个经典模型的动力学和热力学，一个保持总聚合物浓度，另一个不。化学动力学由遵循质量作用定律的速率方程描述。我们考虑一个封闭的系统和非平衡的初始条件，并表明该系统动态演变的平衡细致平衡得到满足。在这个过程中的熵产生可以表示为李雅普诺夫函数的时间导数。当描述中不包括溶剂并且动力学保持聚合物的总浓度时，李雅普诺夫函数可以表示为非平衡和平衡聚合物长度分布之间的Kullback-Leibler散度。当溶剂被明确地包括在描述中并且溶液被假定为稀的时，无论总聚合物浓度是否守恒，相同的结果都成立。此外，在这种情况下，可以建立一致的非平衡热力学公式，并可以确定出平衡热力学焓，熵和自由能。这样的框架是有用的补充标准动力学研究与聚合过程中的热力学量的动态演变。
2015-06-17 cond-mat.stat-mech
Proof of the Finite-Time Thermodynamic Uncertainty Relation for Steady-State Currents
热力学测不准关系为非平衡稳态中电流涨落的相对大小提供了一个普遍的能量约束。然而，它只是在长时间的观察中才得到的。在这里，我们证明了一个最近被证明的有限时间热力学不确定性关系的稳态电流波动。我们的证明是基于一个二次约束的大偏差率函数的电流在一个大的合奏许多副本的限制。
2017-08-06 cond-mat.stat-mech
Exact statistics and thermodynamic uncertainty relations for a periodically driven electron pump
我们介绍了一个周期性驱动的电子泵，顺序与任意数量的热量和粒子库相互作用的模型。热力学通量，如熵产生和粒子流的精确表达式推导出任意远离平衡。我们使用本模型进行比较研究的热力学不确定性关系，是有效的系统与时间周期驱动。
2020-06-23 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic uncertainty relation for generalized time-reversal observables
The University of Tokyo（东京大学）
本文引入广义时间反演可观测量，通过统计论证推导出适用于确定性和随机动力学的热力学不确定关系，扩展了传统框架的适用范围。
2026-05-27 cond-mat.stat-mech
Does strange kinetics imply unusual thermodynamics?
我们介绍了一个分数福克-普朗克方程（FFPE）的利维飞行中存在的外部场。该方程的框架内的从属随机过程，导致利维航班。结果表明，反常输运和势的共存显示出规则的指数弛豫向玻尔兹曼平衡分布。这里推导出的征费飞行FFPE的属性进行了比较，与早期的研究结果subdiffusive FFPE。后者的特点是一个非指数Mittag-Leffler松弛玻尔兹曼分布。在这两种情况下，描述奇怪的动力学，玻尔兹曼平衡达到和修改的玻尔兹曼热力学是不需要的。
2000-11-03 cond-mat.stat-mech
Coherences and the thermodynamic uncertainty relation: Insights from quantum absorption refrigerators
热力学的不确定性关系，最初推导出经典的马尔可夫跳跃过程，提供了一个权衡精度和耗散之间的关系，加深了我们对量子热机的性能的理解。在这里，我们研究的相互作用的量子系统相干性和热流涨落的有效性的热力学不确定性关系的量子制度。为了实现当前的统计，我们执行Redfield量子主方程的全计数统计模拟。我们重点研究稳态量子吸收制冷机，与非相干极限相比，本征态之间的非零相干可以抑制或增强制冷能力。在这两种情况下，我们发现增强的相对噪声的冷却功率（标准偏差的平均功率）的存在下，系统的一致性，从而证实了热力学的不确定性关系。我们的研究结果表明，在评估量子相干热机的性能时，需要考虑波动。
2020-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Unifying thermodynamic and kinetic descriptions of single-molecule processes: RNA unfolding under tension
我们使用介观非平衡态热力学理论来描述RNA在张力下的展开。该理论引入了反应坐标，表征了分子中每个键的连续状态。考虑的展开是如此之慢，以至于人们可以假设反应坐标空间中的局部平衡。在高序贯势垒的准平稳极限下，我们的理论给出了最近提出的序贯阶跃模型的主方程。非线性开关动力学之间的开放和关闭状态。我们的理论统一了热力学和动力学的描述，并提供了一个系统的程序来表征展开过程的动力学
2007-09-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A general theory of kinetics and thermodynamics of steady-state copolymerization
稳态共聚合动力学的研究始于20世纪40年代。不可逆的终端和倒数第二个模型成功地应用到一些共聚单体系统，但失败的系统，其中解扩是显着的。虽然在20世纪80年代建立了具有解扩散的末端模型的一般数学处理，但由于解扩散导致难以解析求解的分层耦合和不封闭的动力学方程，因此倒数第二个模型和高阶具有解扩散的末端模型尚未得到系统的研究。本文提出了一种截断方法来统一求解带衰减的任意阶终端模型的稳态动力学方程，将其化为封闭的稳态方程，并给出原动力学方程的精确解。基于稳态方程，我们还导出了一个一般的热力学等式，其中显式引入了共聚物序列的Shannon熵作为整个共聚体系的自由能量耗散的一部分。
2015-01-09 cond-mat.stat-mech
Nonlinear Stochastic Dynamics of Complex Systems, III: Noneqilibrium Thermodynamics of Self-Replication Kinetics
我们简要回顾了最近发展的，马尔可夫过程为基础的非线性，驱动介观动力学系统的等温化学热力学。瞬时香农熵{\boldmath $S[p_α(t)]$}和基于概率分布{\boldmath $\{p_α(t)\}$}定义的相对熵{\boldmath $F[p_α(t)]$}都起着重要作用。该理论具有普遍性;作为化学反应体系处于平衡环境的特殊情况，它完全符合吉布斯化学热力学：{\boldmath $k_BS$}和{\boldmath $k_BTF$}分别成为热力学熵和自由能。我们将这一理论应用于一个完全可逆的自催化反应动力学，代表Delbrück-Gillespie过程，在化学平衡的非平衡环境。开放的、受驱动的化学系统是生物化学自我复制的原型。强调了{\em化学一致性}动力学粗化的意义。在一个动力学系统中，生物有机体的死亡被视为其出生的逆转，数学涌现的"耗散"，这是不相关的{\boldmath $k_BT$}测量的热量的意义，仍有待进一步研究。
2016-06-08 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Refined Thermodynamic Uncertainty Relation for Chemical Reactions
本研究推导了以吉布斯自由能和化学势表示的化学反应时间-能量不确定性关系，提出基于浓度和摩尔分数的两种表述，并通过数值验证了其有效性，为非平衡化学反应系统的热力学性质测量与优化提供了新工具。
2024-06-03 cond-mat.stat-mech
Transport coefficients in hard-sphere fluids: thermodynamic versus kinetic descriptions
Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata (IFIMAR-CONICET), Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Mar del Plata（马德普拉塔物理研究所（IFIMAR-CONICET），自然科学学院物理系，马德普拉塔国立大学）
本文建立硬球流体输运系数的热力学理论，推导热导率等输运系数的简洁表达式，其预测结果可定量复现模拟数据且优于Enskog动力学理论，证明输运系数可由纯热力学框架准确描述。
2026-11-03 cond-mat.stat-mech
Kinetic heterogeneity tightens thermodynamic bounds on spectra of Markov cycles
Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学前沿与基础科学研究院）
该研究提出用循环正向与反向速率几何均值这一粗粒化动力学量，收紧马尔可夫循环的热力学谱界，证明仅均匀循环能达到Uhl-Seifert边界，还构建了统一动力学信息与亲和度-缠绕界的复分析框架。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech
Universal Thermodynamic Uncertainty Relation in Non-Equilibrium Dynamics
我们推导出一个普遍的热力学不确定性关系（TUR），适用于在一般的马尔可夫系统中的任意观察。我们的结果的一般性使我们能够得到两个发现：（1）对于任意的非平衡系统，熵产生和\textit{degree of non-stationarity}都需要严格约束热力学流的强度;（2）通过去除对可观测量的反对称约束，物理学中的TUR和理论金融学中的一个基本不等式可以统一在一个框架中.
2022-06-06 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic uncertainty relation in atomic-scale quantum conductors
当电子输运过程是量子相干的且传输几率是常数（能量和电压无关）时，热力学测不准关系（TUR）在纳米级电子导体中成立。我们目前的测量的电子电流及其噪声在金原子尺度的结和确认的有效性的TUR的电子输运在现实的量子相干导体。此外，我们表明，它是有益的，目前的电流和噪声作为TUR比，以确定偏离非相互作用电子相干动力学。
2020-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Covariant currents and a thermodynamic uncertainty relation on curved manifolds
本文提出弯曲黎曼流形上随机流的协变框架，通过过阻尼Stratonovich-Langevin方程实现，并扩展了热力学不确定性关系，描述弯曲空间中熵产生率与精度的权衡。
2024-07-22 cond-mat.stat-mech
On the microscopic foundation of thermodynamics and kinetics. Current status and prospects
本文比较了两种为热力学与动力学建立微观基础的概念：一种以微观可逆性和统计起源解释宏观不可逆性，另一种以相对论性延迟导致的初始微观不可逆性为核心，并展望其现状与前景。
2024-02-27 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Entropy Production in Mesoscopic Stochastic Thermodynamics: Nonequilibrium Kinetic Cycles Driven by Chemical Potentials, Temperatures, and Mechanical Forces
非平衡态热力学（英语：Nonequilibrium thermodynamics，NET）研究系统在整体平衡之外的过程。在介观水平上，它提供了各种复杂现象的统计动态描述，如化学反应，离子传输，扩散，热化学，热机械和机械化学通量。在本综述中，我们介绍了一个介观随机制定NET通过分析熵产生在几个简单的例子。强调了非平衡稳态循环动力学的基础作用。在这种情况下，昂萨格的互惠关系的统计力学阐明。化学机械，热机械和酶催化的热化学能量转换过程进行了讨论。有人认为，介观随机NET提供了一个严格的数学基础的基本概念，需要理解复杂的过程中的化学，物理和生物学，这也是相关的纳米技术的进步。
2016-01-15 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic uncertainty relations in a linear system
我们考虑布朗粒子的谐波约束的刚度$k$，在一维欠阻尼制度。将整个装置浸入温度为$T$的热浴中。谐波陷波器的中心在任意协议下被拖动。利用热力学第二定律以及系统的功和自由度的相关矩阵的半正定性质，得到了在欠阻尼和过阻尼情况下粒子和电流在时间$t$的位置的热力学不确定性关系.
2020-01-14 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics and Kinetics of Silicate Glasses submitted to Binary Ion Exchange: Equilibrium Conditions and Interdiffusion Kinetics
本文结合经典与非平衡热力学建立二元离子交换平衡及互扩散模型，揭示热力学因子、相互作用能、表面浓度与平衡常数 K 的关系。
2024-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermodynamic uncertainty relation in a tilted periodic potential under coarse graining
近年来，非平衡介观系统中的一些普遍关系得到了研究。特别地，热力学测不准关系（TUR）提供了电流累积量和熵产生之间的普遍内在联系。本文从粗粒化的观点出发，利用跃迁几率，给出了倾斜周期势中热涨落粒子流的TUR的一个简单推导。此外，我们还探讨了TUR的界随亲和力单调增加的条件。
2021-07-05 cond-mat.stat-mech
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
Thermodynamics of Information Processing Based on Enzyme Kinetics: an Exactly Solvable Model of Information Pump
受信息引擎模型的启发[D. Mandal和C. Jarzynski，Proc. Natl. Acad. sci. 109，11641（2012）]和信息冰箱[D. Mandal，H. t. Quan和C. Jarzynski，Phys. Rev. Lett. 111，030602（2013）]，我们提出了基于酶动力学的信息泵和信息擦除器的极小模型。该装置可以通过消耗比特流中编码的信息来对抗化学电势梯度泵送分子，或者通过消耗吉布斯自由能来（部分地）擦除比特流中编码的信息。精确求解了该模型的动力学方程，并确定了各操作状态的相图。分析了信息机的效率和功率。阐明了热力学第二定律在我们模型中的有效性。我们的模型提供了一个简单的范式，在小系统中的化学势的信息处理热力学的调查。
2015-03-05 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic uncertainty relations for many-body systems with fast jump rates and large occupancies
在快跳跃率和大占位数的极限下，出现了一个普适的非平衡涨落大$\mathcal{N}$理论。我们用这个理论来推导出一组粗粒度的热力学不确定性关系（TUR）-其中之一是一个活动界。重要的是，活动作为一个更严格的限制，在1D系统中的熵产生。这些结果是特别有用的多体政权，通常需要一个粗粒度的方法来处理大的微观状态空间。
2021-08-23 cond-mat.stat-mech
Multidimensional thermodynamic uncertainty relations
我们扩展了一类最近推导出的热力学不确定性关系向量值的可观测量。与先前研究的标量值观测量相比，这种多维热力学不确定性关系提供了一种自然的方法来研究高维系统中的电流，并获得不同观测量之间的关系。我们的证明是基于广义Cr{á}mer-Rao不等式，我们解释为物理观测量和Fisher信息之间的关系。这使我们能够开发高维版本的原始，稳态的不确定性关系和最近获得的广义不确定性关系的时间周期系统。我们应用多维不确定性关系，以获得一个新的约束的性能的稳态热机，这是比以前的界限更紧，揭示了热功相关性的作用。作为第二个应用程序，我们表明，不确定性关系是连接到一个约束上的微分迁移率。作为这种联系的结果，我们发现，相等的不确定性关系的必要条件是系统服从平衡涨落耗散关系。
2018-09-27 cond-mat.stat-mech
Kinetic uncertainty relation on first passage time for accumulated current
动力学不确定性关系（KUR）是时间齐次连续时间马尔可夫链在固定时间间隔内观测精度与平均动力学活动之间的权衡关系。在这封信中，我们推导出的KUR的第一个通过时间的时间积分电流停止时间的信息不等式。该关系表明，第一次通过时间的精度从上到下由到该时间的平均跳跃数限定。我们将我们的结果应用到简单的系统，并证明了活动约束给出了一个更紧密的约束比热力学不确定性关系在政权远离平衡。
2021-02-12 cond-mat.stat-mech
Thermodynamic uncertainty relation of interacting oscillators in synchrony
热力学不确定性关系为耗散过程设定了成本-精度权衡关系的最小界限。然而，研究由恒定热力学力驱动的内部耦合系统的动力学，我们发现子系统的权衡关系不受传统不确定性关系的最小界的约束。我们通过使用一个精确可解的相互作用振子模型来明确我们的观点。随着相互作用振子数目（N）的增加，在强耦合条件下，当完全同步时，单个振子的不确定性界减小到2k_BT/N。子系统的成本-精度权衡对于亚细胞过程特别相关，其中集体动力学来自于彼此相互作用的多个能量消耗组件。
2018-04-27 cond-mat.stat-mech
