A thermodynamically consistent Markovian master equation beyond the secular approximation
当环境的记忆效应可以忽略时，马尔可夫主方程为描述开放量子系统提供了一个通用的工具。由于这些方程是近似性质的，当在它们的推导中没有进行长期近似时，它们常常不遵守热力学热力学定律。在这里，我们引入了一个马尔可夫主方程，是一致的，并提供了一个准确的描述时，记忆效应可以忽略不计。热力学的一致性是通过一个重新缩放的哈密顿热力学簿记，利用马尔可夫描述意味着一个有限的热分辨率的事实。我们的研究结果，使一个物理一致的描述各种系统的长期近似打破。
2021-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermodynamics of Precision in Markovian Open Quantum Dynamics
热力学和动力学的不确定性关系表明之间的权衡的相对波动的观测量和热力学量，如耗散和动力学活动。虽然这些关系在经典系统中已经得到了很好的研究，但在量子领域中仍然没有得到很大的探索。在本文中，我们研究了马尔可夫开放量子系统的这种权衡关系，其潜在的动力学是量子跳跃，如热过程和量子测量过程。具体来说，我们推导出有限时间的下限的相对波动的动力学观测值和他们的第一次通过时间为任意的初始状态。该界表明，观测量的精度不仅受热力学量的约束，而且受量子相干性的约束。我们发现，在一类非简并能级系统的耗散过程中，相对涨落与熵产生或动力学活动的乘积被量子相干性增强。我们的研究结果提供了深入了解的生存经典的量子情况下的不确定性关系。
2022-04-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum processes as thermodynamic resources: the role of non-Markovianity
本文研究了非马尔可夫性在量子热力学中的作用，通过定义四类提取协议层级，揭示了三种物理机制使非马尔可夫性增加可提取功，证明其是提升热力学性能的基本资源。
2025-05-28 quant-ph
Thermodynamic meaning and power of non-Markovianity
我们建立了非马尔可夫记忆效应和工作等物理量之间的联系。我们展示了记忆效应如何被解释为可以从量子系统中提取的工作的复兴。我们证明了非马尔可夫性可能允许增加的可提取的工作，即使系统的熵增加。我们的结果在量子热力学和量子信息理论中都有重要的意义。在前一种情况下，它们为理解非马尔可夫开放系统场景中的工作等概念铺平了道路。在后一种情况下，他们会导致有趣的后果量子态合并协议中存在的噪声。
2015-04-24 quant-ph
Thermodynamics and the quantum speed limit in the non-Markovian regime
研究了非马尔可夫状态下开放量子系统的量子速度极限。从能量涨落、熵产生率和动力学活动等热力学量出发，给出了从初始态到最终态所需时间的下界.对于满足细致平衡条件的马尔可夫进化，已经分析了这样的界.在这里，我们将这种方法推广到处理由时间局部生成元控制的任意演化。我们的分析说明了量子比特演化的三个典型例子：振幅阻尼，纯退相，和永远的非马尔可夫演化。
2021-10-08 quant-ph
Thermodynamic fingerprints of non-Markovianity in a system of coupled superconducting qubits
利用和表征系统与环境相互作用产生的记忆效应是超越标准马尔可夫极限的量子水库工程的关键先决条件。在本文中，我们研究了一个原型的非马尔可夫动力学实验实现超导量子比特。我们严格量化非马尔可夫性，突出环境温度对马尔可夫到非马尔可夫交叉的影响。我们研究记忆效应如何影响，特别是抑制，在驱动量子位上执行工作的能力。我们表明，在量子位上执行的平均工作可以用作诊断工具来检测是否存在记忆效应。
2018-03-15 quant-ph
Thermodynamics of Markovian Open Quantum Systems with Application to Lasers
本文综述了用 Lindblad 型马尔可夫主方程描述开放量子系统的热力学方法，并借助量子相对熵将其应用于激光模型研究。
2023-09-24 quant-ph
Non-Markovian quantum thermodynamics: laws and fluctuation theorems
这项工作汇集了凯尔迪什非平衡量子理论和热力学，通过显示，一个实时的图解技术是一个等价的随机热力学的非马尔可夫量子机（热机，冰箱等）。对称性之间的量子轨道和他们的时间反转Keldysh轮廓，任何相互作用的量子系统耦合到理想的电子，声子或光子的水库。这些导致量子涨落定理相同的著名的经典的（Jarzynski和Crooks等式，积分涨落定理等），无论系统的动力学是马尔可夫或不。其中一些也被证明持有非因式分解的初始状态。顺序隧道近似和cotunnelling近似都示出尊重的对称性，确保波动定理。对于所有初始状态，能量守恒确保热力学热力学第一定律平均成立，而上述对称性确保热力学第二定律平均成立，即使波动违反它。
2021-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Hierarchical-environment-assisted non-Markovian and its effect on thermodynamic properties
我们考虑一个微观碰撞模型，即，量子系统与由辅助系统和储存器组成的分级环境相互作用。研究了系统与辅助系统、辅助系统与水库的耦合强度、系统与环境的初始相关性以及环境的相干性对系统非马尔可夫性的影响。然后，通过对系统熵变特别是具有记忆效应的热交换熵变的研究，揭示了非马尔可夫演化过程中熵变在正负之间变化的实质是由相干性决定的热流贡献。而系统与环境之间的信息流动总是伴随着能量的交换。
2020-10-26 quant-ph
Thermodynamic description of non-Markovian information flux of nonequilibrium open quantum systems
开放量子系统的一个基本问题是非马尔可夫性的分类和量化。在基于数量的非马尔可夫性测度的争论中，信息回流对非马尔可夫性的直观性引起了广泛的讨论。然而，对于一个给定的系统状态，要描述信息流并显示其与非马尔可夫性的联系并不容易。本文利用热力学和信息论的概念，讨论了静态环境下开放量子系统的信息流的一个可能定义。我们提出了一个简单的协议，以显示系统如何尝试与其环境共享信息，以及它如何建立系统与环境的相关性。我们还表明，从相关性返回的信息表征的非马尔可夫性和系统动力学的不可分割性的层次结构。
2018-01-23 quant-ph
Non-Markovianity through entropy-based quantum thermodynamics
我们引入了一种广义的方法来表征量子动力学映射的非马尔可夫性通过破坏的单调性的热力学函数。通过采用基于熵的量子热力学公式，我们利用热量和熵之间的关系，提出了一种基于单量子比特量子演化热流的非马尔科夫性度量。这种测度可以应用于不反转内能符号的么正动力学映射。在一定条件下，它也可以推广到其他热力学函数，如内能和功流。在这种情况下，热和量子相干性之间的自然联系可以被确定为既有单位又不相干的动力学映射。作为应用，我们探讨耗散和非耗散量子动力学过程，说明我们的热力学量词和良好建立的措施通过量子相干性定义之间的兼容性。
2023-03-27 quant-ph
Employing Non-Markovian effects to improve the performance of a quantum Otto refrigerator
将量子热力学扩展到超出标准热力学设置的情况，是其发展的一个重要而有趣的方面。一种这样的情况是结构化的环境，诱导非马尔可夫动力学的热力学后果的分析。我们研究了一种量子奥托制冷机，其中标准的马尔可夫冷库被一个特定的工程冷库所取代，这可能会导致量子制冷系统的马尔可夫或非马尔可夫动力学。通过改变制冷剂和储液器之间的耦合，可以互换这两种动态状态。非马尔可夫效应的增加将与耦合强度的增加有关，这反过来将使存储在相互作用哈密顿量中的能量，即相互作用能，变得越来越相关。我们展示了品质因数，性能系数和冷却功率，改变不可忽略的相互作用能，讨论如何忽略这种影响将导致高估的冰箱性能。最后，我们还考虑了一个自旋量子制冷机的数值模拟实验可行的参数，以更好地说明非马尔可夫效应引起的工程冷库。我们认为，一个温和的非马尔可夫动力学表现得更好，无论是一个马尔可夫或一个强大的非马尔可夫制度的运作。
2020-07-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian control of qubit thermodynamics by frequent quantum measurements
我们探讨了频繁的，脉冲量子非破坏测量的能量的二能级系统（TLS），别名量子比特，在接触热浴的影响。由此产生的熵和温度的系统和浴被发现是完全由测量速率，并不期望由标准的物理规则，持有马尔可夫浴。这些异常允许非常快速地控制量子位的加热、冷却和状态净化（熵减少），比它们的热平衡时间快得多。
2009-08-28 quant-ph
Macroscopically deterministic, Markovian thermalization in finite quantum spin systems
非平衡态热力学的一个关键特征是粗糙可观测量的马尔可夫确定性弛豫，例如两个宏观物体之间的温度差，它几乎独立于初始状态的所有细节。我们证明了对于给定的磁化差，中等大小的自旋1/2系统的幺正动力学可以产生相同类型的弛豫动力学。这一观察可能有助于理解封闭量子系统中热力学的出现。
2014-04-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Strong Coupling Quantum Thermodynamics far away from Equilibrium: Non-Markovian Transient Quantum Heat and Work
本文研究了远离平衡态的混合量子系统的强耦合量子热力学。实验上实现了金刚石中NV心在外部驱动下的强耦合杂化系统。我们应用最近发展起来的量子热力学重整化理论研究了这个混杂系统中的瞬态量子热和功。我们发现，系统的耗散和涨落动力学诱导的瞬态量子热流，涉及显着的非马尔可夫效应。另一方面，能量重整化和外部驱动诱导量子功功率。驱动诱导的功功率也表现出非马尔可夫效应，这是由于腔的非马尔可夫动力学的反馈，由于它与自旋系综的强耦合。
2022-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamically Emergent Quantum Thermodynamics: Non-Markovian Otto Cycle
本研究采用动态涌现量子热力学方法，基于Fano-Anderson模型与精确量子主方程分析非马尔可夫量子奥托循环，发现非马尔可夫浴可提升循环功输出与效率，且提升源于谱密度峰值频率区间内的重整化频率效应。
2023-08-18 quant-ph
Gauge Quantum Thermodynamics of Time-local non-Markovian Evolutions
研究时间局域非马尔可夫主方程的规范量子热力学，将电流和功率定义为过程依赖量，揭示对称变换对热力学量的影响，并证明量子热机效率受卡诺界限约束。
2023-07-31 quant-ph
The Trinity of Markovian Quantum Thermodynamics: Unifying the Axiomatic, Microscopic, and Operational Paradigms
Trinity College Dublin（都柏林三一学院）；Trinity Quantum Alliance（三一量子联盟）；University of Vienna（维也纳大学）；Heriot-Watt University（赫瑞瓦特大学）
研究马尔可夫量子热力学中三种范式的关系，通过证明满足特定条件的热林德布拉德算符在三种范式下的等价性统一现有方法，还给出微观协议模拟热马尔可夫过程并通过实例说明适用性，为其建立统一基础。
2026-07-20 quant-ph
Nonequilibrium thermodynamics in the strong coupling and non-Markovian regime based on a reaction coordinate mapping
本文提出了一种超越弱耦合和马尔可夫近似的研究小系统热力学行为的方法。我们的想法是重新定义的系统和环境，使有效的，重新定义的系统再次弱耦合到马尔可夫剩余浴，因此，允许导出一个一致的热力学框架，这个新的系统环境分区。为了实现这一目标，我们利用的反应坐标映射，这是一个通用的方法，在这个意义上说，它可以应用于一个任意的（量子或经典，甚至时间依赖）系统线性耦合到一个任意数量的谐振子水库。该方法的核心依赖于对环境的一部分（反应坐标）的适当识别，其随后被包括为系统的一部分。我们证明了这一概念的力量，表明非马尔可夫效应可以显着提高稳态效率的三能级微波激射器热机，即使在制度的弱系统浴耦合。此外，我们表明，我们的方法允许一个单电子晶体管耦合到振动证明主方程中的极化子变换参考系。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Impact of non-Markovian evolution on characterizations of quantum thermodynamics
本文研究非马尔可夫演化对量子热力学特征的影响，利用几何和物理性质度量计算量子速度极限时间，揭示其对量子电池再充电过程及放电-充电循环的影响。
2023-07-06 quant-ph
Force-current structure in Markovian open quantum systems and its applications: geometric housekeeping-excess decomposition and thermodynamic trade-off relations
本文提出开放量子系统中力与流的反厄米算子结构，证明熵产生率由其乘积给出，并扩展了随机热力学的几何分解与热力学权衡关系。
2025-03-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovianity and negative entropy production rates
熵产生在非平衡态热力学中起着重要的作用，它可以量化开放系统的不可逆性。它的积极性，可以确保为广泛的一类设置，但熵产生率有时可以成为负的。这通常被视为非马尔可夫动力学的指标。我们通过展示在哪些条件下负熵产生率意味着非马尔可夫动力学以及何时不意味着非马尔可夫动力学来精确地建立这种联系。这是建立在一个统一的语言中的两个设置：（i）从一个粗粒度的描述与一个单一的热浴由马尔可夫主方程描述的系统所产生的动力学和（ii）经典的哈密顿动力学的驱动系统，这是任意强烈耦合到一个单一的热浴。后一结果的量子版本不成立，尽管事实上，综合热力学描述是正式等同于经典的情况下。非马尔可夫动力系统的瞬时定态是本文研究的重要内容。我们的主要贡献是提供了一个一致的理论框架来研究有限时间热力学的一大类动力学与其非马尔可夫性的精确链接。
2018-11-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Two-Qubit Spin-Boson Model in the Strong Coupling Regime: Coherence, Non-Markovianity, and Quantum Thermodynamics
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦浦尔理工学院）
研究双量子自旋-玻色子模型在强耦合下的相干性、非马尔可夫性和量子热力学特性，通过HEOM和RCM方法分析耦合特性及熵产计算。
2026-01-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic process behind nonlinear thermodynamic quantum master equation
我们提出了一个Hilbert空间中的分段确定性马尔可夫跳跃过程，使得这个随机过程的协方差矩阵解热力学量子主方程。所提出的随机过程特别简单，因为希尔伯特空间中的向量的归一化仅平均保留。由于热力学主方程的非线性，随机轨道的构建涉及作为运行系综平均的密度矩阵。我们确定的原则，细致平衡和波动耗散关系，我们的马尔可夫跳跃过程。
2010-05-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Comment on " Second Law of Thermodynamics without Einstein Relation'', arXiv:2405.17142
本文评论指出单一类温度变量不足以构建非平衡马尔可夫开放系统的热力学形式体系，并重新审视第二定律及局部温度概念，通过示例阐明其不足。
2025-03-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium Quantum Thermodynamics in Non-Markovian Adiabatic Speedup
如果要构建可靠的量子设备，了解量子系统与其环境之间的热传递无疑具有重要意义。本文研究了绝热加速过程中非马尔可夫开放系统中系统与熔池之间的传热。利用量子态扩散方程方法，计算了系统在自由演化过程中和系统受外界控制时的热流、能流和功率。虽然热流随着系统-浴耦合强度和浴温度的增加而增加，但它可以受到浴的非马尔可夫性质的限制。在没有脉冲控制的情况下，热流几乎等于能流。另一方面，在脉冲控制下，能量电流几乎等于功率。在这种情况下，我们表明，非Markovianity是一个有用的工具，通过近似绝热动力学驱动系统，在整个演化过程中，脉冲控制作用于热流和功率之间的转换。
2021-07-27 quant-ph
Non-Markovian and Thermodynamic Signatures in the Classicality Assessment via Kolmogorov Consistency
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Universität Siegen（锡根大学）
本文通过Kolmogorov一致性条件揭示了非马尔可夫性和热力学特征在经典性评估中的关联，建立了经典与量子动力学的边界，并提供了开放量子系统中量子性的统一框架。
2026-01-03 quant-ph
Trade-off between coherence and heat in a non-Markovian dephasing dynamics
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）
研究非马尔可夫去相位动力学中相干性与热量的关系，通过两点测量方法发现热量与相干性在时间上相互交织，相干性衰减时热量增加，复原时热量减少。
2026-03-28 quant-ph
Sharp Page transitions in generic Hamiltonian dynamics
Princeton University（普林斯顿大学）；Georg-August-Universität Göttingen（哥廷根大学）
研究高能量密度下子系统与冷浴耦合时的纠缠动力学，构建流体动力学假设解释尖锐页面转变及之前的纠缠谱动力学，结果在多种情况下成立，还提出页面转变保持尖锐的条件。
2026-07-09 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Role of System-Bath Interaction in Non-Markovian Quantum Brownian Otto Cycles
Konkuk University（建国大学）
通过解析求解海森堡-朗之万方程，研究非马尔可夫强耦合对量子奥托循环的影响，发现等容过程中相互作用能的变化对功和热有贡献，且会降低发动机的功输出。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Violation of the thermodynamic uncertainty relation in quantum collisional models
本研究在量子碰撞模型中研究热力学不确定性关系（TUR）的违反，考虑马尔可夫与非马尔可夫动力学，发现TUR违反存在稳态与瞬态两种区域，且非马尔可夫性类型和程度显著影响违反强度。
2025-08-06 quant-ph
Multiparty Spohn's theorem for a combination of local Markovian and non-Markovian quantum dynamics
本研究将量子主方程扩展到多体系统连接混合马尔可夫与非马尔可夫热库的情形，修正Spohn定理，提供非马尔可夫性见证与量化指标，并揭示非马尔可夫效应在初始时刻显著而长期由马尔可夫主导。
2024-07-22 quant-ph
Coarse-graining in the derivation of Markovian master equations and its significance in quantum thermodynamics
粗粒化的方法来推导量子马尔可夫主方程重新审视，密切关注的基本近似。它进一步认为，时间间隔进行粗粒化是一个自由参数，可以给出一个基于物理测量的解释。在不同温度的水库的复合系统的阻尼的情况下，目前非常感兴趣的量子热机器的研究方面的有效性的“本地”和“全球”形式的这些方程，耦合的子系统导致一个进一步的时间尺度，相对于粗粒度的时间间隔可以选择。不同的选择导致不同的主方程，对应于局部和整体形式。这些可以被理解为基于粗粒化的作用具有不同的物理解释，以及应用中的不同限制。
2017-12-03 quant-ph
Markovian Master Equation and Thermodynamics of Two-level System in Strong Laser Field
将弱耦合极限与Floquet形式相结合的方法应用于强激光场驱动下与热浴弱耦合的二能级原子模型。首先讨论了零温下单个电磁浴的情况，推导了共振荧光公式。该表达式描述了著名的莫洛三重态，但其细节不同于基于额外简化假设的标准三重态。第二个例子描述了两个热储层的情况：在有限温度下的电磁一个和第二个失相一个，它可以实现为声子或缓冲气体储层。它示出使用开发的apricical方法，后者系统可以工作在两个制度取决于失谐的迹象：一个热泵从移相水库的电磁浴运输热量或可以加热两者，总是在由激光场提供的工作的费用。
2013-02-05 quant-ph
Formulations of Quantum Thermodynamics and Applications in Open Systems
本文提出基于ergotropy的热力学表述，通过热量与von Neumann熵的直接联系，更准确地测量非马尔可夫性，并保持非平衡温度非负。
2025-11-30 quant-ph
Thermodynamics of quantum-jump trajectories of open quantum systems subject to stochastic resetting
我们考虑马尔可夫开放量子系统服从随机重置，这意味着耗散时间演化在随机分布的时间被重置到初始状态。我们表明，随后的动力学是非马尔可夫的，并有一个广义的林德布拉德方程的形式。有趣的是，量子跳跃的统计可以精确地推导出来。这是通过将量子跳跃轨道的热力学技术与重置动力学的更新结构相结合来实现的。我们考虑作为我们的分析的一个应用程序的驱动两电平和间歇三电平系统。我们的研究结果表明，随机重置可以利用作为一种工具来定制的量子跳跃轨迹和开放量子系统的动力学相位的统计。
2022-10-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium thermodynamics approach to open quantum systems
结合最大信息熵原理和弛豫时间层次假设，从理论的角度研究了开放量子系统。统一的结果是一个非马尔可夫和本地的时间主方程，提供了一个直接联系的动力学和数学性质的开放量子系统。通过将该方法应用于阻尼谐振子和阻尼驱动二能级系统，得到了非马尔可夫和非平衡熵和逆温度的解析表达式，说明了该方法的强大功能。
2014-11-11 quant-ph
Spectra of generators of Markovian evolution in the thermodynamic limit: From non-Hermitian to full evolution via tridiagonal Laurent matrices
研究无限线上平移不变单粒子 Lindblad 生成元的谱，利用有限程 Laurent 算子直积分表示严格分析局部耗散，并证明无隙、无剩余谱及有限体积谱收敛条件。
2025-09-29 math-ph math.MP math.SP
Markovian and non-Markovian dynamics from probability amplitudes perspective
研究了热力学极限自旋为1/2的链中的单自旋和双自旋开放量子系统。系统的动力学由XX海森堡相互作用和链中最近三个自旋之间的三自旋相互作用（TSI）产生。考虑了三自旋相互作用的两种哈密顿量。利用费米子化技术和计算迹距，计算了非马尔可夫性随TSI的变化，并比较了两种不同开放量子系统的结果。此外，还研究了概率幅的时间行为。结果表明，如果在一定时间后，除了其中一个外，所有的概率幅几乎为零，则开放量子系统的动力学将是马尔可夫的。在非马尔可夫动力学中，不止一个概率幅随时间波动，并且永远不会达到零值。
2020-11-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian Open Quantum Systems
我们构建了一个非马尔可夫规范的动态映射，占系统与环境相关。研究了非完全正映射的物理意义，得到了非马尔可夫量子动力学理论。建立了逆映射和与环境的相关性之间的关系。从超越Kossakowski-LindbladMarkovian主方程的正则动力学映射导出了广义非Markovian主方程。非平衡态量子热力学可以在这个理论中进行研究。
2008-05-22 quant-ph
Interplay between Standard Quantum Detailed Balance and Thermodynamically Consistent Entropy Production
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Hakubi Research Team, Pioneering Research Institute (PRI), RIKEN（理化学研究所前沿研究机构（PRI）Hakubi研究团队）；Universal Biology Institute, The University of Tokyo（东京大学全球生物学研究院）；Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息研究中心）；Department of Physics, Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科物理学系）
研究探讨了量子马尔可夫半群在满足标准量子详细平衡条件时熵产率为零的特性，以及热力学一致熵产条件与详细平衡条件的等价性。
2026-05-03 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Thermalization in Spatially Extended Open Quantum Systems: Local versus Global Markovian Evolution
Max Planck Institute for Multidisciplinary Sciences（马克斯·普朗克多学科科学研究所）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）；Universidad de Chile（智利大学）
研究通过重复碰撞模型耦合到热库的量子比特链的动力学，揭示局域Lindblad方程在短时间保持局域性的同时实现热力学一致性，并阐明其与全局Lindblad方程及常见局域耗散模型之间的交叉关系。
2026-05-25 quant-ph
Quantum thermodynamics, quantum correlations and quantum coherence in accelerating Unruh-DeWitt detectors in both steady and dynamical state
Mohammed V University in Rabat（拉巴特穆罕默德五世大学）；Prince Sattam bin Abdulaziz University（沙特王子萨塔姆·本·阿卜杜勒阿齐兹大学）；Ibnou Zohr University（伊本祖海尔大学）；Al-Ahliyya Amman University（安曼阿赫利耶大学）；King Khalid University（国王哈立德国立大学）
研究Unruh-DeWitt探测器模型中量子热力学、量子关联和量子相干性的相互作用，分析马尔可夫和非马尔可夫环境下的资源演化，揭示非马尔可夫动力学可增强量子关联保持并提高量子热机效率。
2026-06-11 quant-ph
Symmetry-resolved Page curves
给定量子态的统计系综，相应的Page曲线量化了与系统的每个可能的空间二分相关联的平均纠缠熵。在这项工作中，我们研究了自然扩展的存在下的一个守恒定律，并介绍了平均二分的纠缠分辨纠缠熵的特征的纠缠分辨佩奇曲线。我们推导出两个重要的统计系综的$U(1)$对称性：哈尔随机纯态和随机费米子高斯态的显式解析公式。在前一种情况下，可以从标准Page曲线的知识中以初等的方式获得精确分辨的Page曲线。这对于随机的费米子高斯态是不正确的。在这种情况下，我们推导出一个分析结果的热力学极限的基础上，从随机矩阵和大偏差理论的技术相结合。我们测试我们的预测对数值计算，并讨论了次领先的有限尺寸修正。
2022-06-10 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Thermal recall: Memory-assisted Markovian thermal processes
该研究提出记忆辅助马尔可夫热过程的资源理论框架，通过带热平衡记忆的两能级热化序列协议逼近热操作的非相干态跃迁，证明其收敛性并量化记忆效应，为弥合量子热力学两种动力学路径提供方法。
2023-10-07 quant-ph
Thermodynamic Unification of Optimal Transport: Thermodynamic Uncertainty Relation, Minimum Dissipation, and Thermodynamic Speed Limits
热力学是从能量的角度研究物理系统的通用方法。近年来，随着随机和量子热力学领域的建立，热力学的思想已经被推广到小涨落系统。在数学和统计学中独立发展的最优传输理论关注的是如何将源分布最优地传输到目标分布，导出概率分布之间的有用度量，称为Wasserstein距离。尽管它们看起来不相关，但在连续态朗之万动力学的背景下，这些场之间的密切联系已经被揭示出来，为非平衡系统提供了几个重要的含义。在这项研究中，我们阐明了一个类似的连接离散的情况下，通过开发一个热力学框架离散的最佳运输。我们首先介绍了一种新的量称为动态状态迁移率，显着提高了热力学的不确定性关系，并提供洞察力的电流在非平衡马尔可夫跳跃过程的精度。然后，我们推导出变分公式，连接离散Wasserstein距离随机和量子热力学的离散马尔可夫动力学的主方程。具体地说，我们严格证明了Wasserstein距离等于不可逆熵产生和动态状态迁移率的最小产品在所有允许的马尔可夫动力学。这些公式不仅统一了热力学和最优输运理论在离散和连续情况下的关系，而且将其推广到量子情况。此外，我们还证明了所得到的变分公式在随机和量子热力学中的应用。
2023-02-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Implications of non-Markovian dynamics on information-driven engine
理解系统与环境相互作用的记忆效应是设计超越标准马尔可夫极限的量子热力学器件的关键。研究了基于测量的热机的性能，其工质动力学通过基于碰撞的模型受到来自水库的信息回流的影响。在这项研究中，非马尔可夫效应是通过允许额外的环境之间的酉相互作用。提出了两种实现非马尔可夫动力学的策略，并研究了它们对发动机性能的影响。此外，系统环境记忆效应对发动机工作提取和通过测量获得的信息的作用可以在短时间内是有益的。
2020-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Irreversibility mitigation in unital non-Markovian quantum evolutions
热力学熵产生与非马尔可夫演化之间的关系是当前的研究热点。本文研究了开放量子系统在单位非马尔可夫动力学下的随机熵产生行为。特别是，对于泡利通道的家庭，我们表明，在某些特定的时间间隔的平均熵产生和方差可以减少，提供的量子动力学不能是P-可分的。虽然系统的动力学是整体不可逆的，我们的结果可以被解释为一个短暂的趋势，可逆性，描述为一个三角洲峰值分布的熵产生约为零。最后，我们还提供了分析界的参数产生的量子系统动力学，以确保相应的非马尔可夫演化的不可逆缓解。
2020-07-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamics of a Periodically Driven Qubit
我们的目标是给出一个教学演示的开放系统动力学的周期性驱动的量子位接触的温度浴。我们对量子位的热力学特别感兴趣。众所周知，通过将马尔可夫近似与Floquet理论相结合，可以导出量子比特状态的$\mathbb{C}^2$中的随机薛定谔方程。我们在这里遵循不同的方法。我们利用Floquet理论将时间非自治的量子比特动力学嵌入到时间自治的无限维动力学中。我们将由此产生的无限维系统称为修饰量子比特。利用马尔可夫近似，我们导出了修饰量子比特的随机薛定谔方程。我们的方法的优点是跳跃算子是哈密顿算子的阶梯算子。这简化了热力学的公式。我们利用无穷维系统的热力学来恢复受驱动量子比特的热力学描述。我们比较我们的结果与现有的文献和恢复已知的结果。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Capacity of non-Markovianity to boost the efficiency of molecular switches
热力学的量子资源理论公式为研究物理过程效率的基本限制提供了一个通用的工具，独立于控制其动力学的微观细节。尽管在纳米尺度的开放量子系统中普遍存在非马尔可夫动力学，但尚未报道它们对生物分子水平的量子动力学过程的效率的有益影响的严格证明。在这里，我们结合资源理论的无热性与概念的理论的可分类的量子信道，证明记忆效应可以提高光异构化的效率的水平，是不能实现的纯热马尔可夫（即无记忆）的演变。这提供了严格的证据，证明记忆效应可以为生物量子动力学提供资源，更一般地说，可以为纳米级的量子热力学提供资源。
2022-01-24 quant-ph
Quantum Maxwell's Demon Assisted by Non-Markovian Effects
麦克斯韦的恶魔是信息控制的典型例子，这是设计量子器件所必需的。在热力学中，恶魔是一种智能生物，它利用信息的熵性质来对水库之间的激发进行分类，从而降低总熵。到目前为止，麦克斯韦恶魔的实现主要限于马尔可夫浴。在我们的工作中，我们研究了在何种程度上这样的恶魔可以通过使用超导电路平台的非马尔可夫效应的帮助。设置是两个浴连接由恶魔控制的quutrit接口，允许传输的激发只有当两个浴的整体熵降低。最大的熵减少是在非马尔可夫状态下实现的，重要的是，由于非马尔可夫效应，恶魔的性能可以通过适当的时机来优化。我们的结果表明，非马尔可夫效应可以用来提高量子麦克斯韦恶魔的信息传输速率。
2022-05-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Discrete and Continuous Wigner Functions in Open Quantum Systems: Non-Markovian and Thermodynamic Effects
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度海德拉巴理工学院）
本论文利用离散维格纳函数框架研究有限维量子系统中非经典资源的识别、表征与保护，重点分析非马尔可夫噪声下负性量子态的演化、保护策略及其在量子隐形传态和纠缠度量中的优势。
2026-05-28 quant-ph
Exploring Non-Markovianity in Ergodic Channels: Measuring Memory Retention through Ergotropy
本文定义并分析具有唯一不动点的量子遍历信道，利用 ergotropy 回流指示非马尔可夫记忆效应，并揭示其在开放量子系统热力学与量子电池中的意义。
2025-03-15 quant-ph
A sharp transition in quantum chaos and thermodynamics of mass deformed SYK model
我们回顾了我们最近的工作[arXiv：2009.10759]，我们研究了两个耦合的Sachdev-Ye-Kitaev系统的混沌性质，表现出Hawking-Page的相变。利用双局域场理论计算了大N极限下的无序相关函数，发现该模型的混沌指数在相变温度处呈现不连续的下降。因此，在这个模型中，霍金-佩奇式的转变与混沌的转变相关联，正如从对偶场论中黑洞几何与混沌行为之间的关系所预期的那样。
2020-12-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
