First and Second Law of Quantum Thermodynamics: A Consistent Derivation Based on a Microscopic Definition of Entropy
从微观图像推导出热力学热力学定律是统计力学的中心任务。本教程的重点是推导封闭和开放量子系统远离平衡的第一和第二定律，这些基本问题也成为新兴纳米技术的实际相关。推导是基于五个基本量的微观定义：内能，热力学熵，功，热和温度。这些定义被证明满足非平衡态热力学的现象学定律的一大类状态和过程。与以前的结果的一致性证明。该框架适用于包括颗粒传输的多个浴，并考虑了例如，浴的变化温度，其通过显微镜确定。满足熵产生的积分涨落定理。总之，本教程介绍了一个一致的和通用的框架，以理解和应用热力学热力学定律在量子制度和超越。
2021-08-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Extending the laws of thermodynamics for arbitrary autonomous quantum systems
本文将热力学定律推广至任意自治量子系统，通过推广第二定律确定功与热交换，并利用微观机器验证了任意量子系统能量交换遵循热力学定律，为优化现实量子器件能量性能提供了新视角。
2023-01-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
The No Cloning Theorem versus the Second Law of Thermodynamics
Asher Peres证明了违反不克隆定理意味着违反热力学第二定律，但没有考虑算法信息对Peres发动机半透膜热力学熵的贡献。
2004-01-21 quant-ph
The zeroth law of thermodynamics is redundant
我们重新考虑经典唯象热力学的基本组成部分。在这样做的同时，我们表明，第零定律是一个多余的假设的理论推导它从第一和第二定律。这与流行的观念形成鲜明对比，即第零、第一和第二三定律都是必要的和独立的公理。
2018-04-25 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum Thermodynamics
量子热力学研究的是从量子力学中出现的热力学定律。这种联系是基于量子热力学与开放量子系统理论的密切联系。量子力学将动力学引入热力学，为有限时间热力学提供了坚实的基础。提出了从量子考虑出发的热力学0-定律、I-定律、II-定律和III-定律。重点是这两种理论之间的一致性，这两种理论从不同的基础上处理同一主题。我们主张，不一致性是指近似值中的缺陷的错误分析的结果。
2013-05-10 quant-ph
''Averaged'' statistical thermodynamics, energy equipartition and the third law
参数提出的假设，隐含传统的统计热力学，即在零温度下，所有不稳定的运动停止，应免除。相反，假设一个随机的超相对论不可观测的运动，类似zitterbewegung，它表明，在一个理想气体的经典粒子的能量均分失败的方式，符合热力学第三定律。
1997-07-03 quant-ph
Correlations, operations and the second law of thermodynamics
完全正的保迹映射对于热力学第二定律的表述是必不可少的。量子系统的动力学，与它们的环境相关，一般不被这样的映射描述。我们探讨如何解决这个问题，通过描述这个问题的经典模拟。我们认为相关的概率分布，其随后的系统动力学是不好的描述随机映射，并规定正确的方式来描述的动态。我们使用这个处方来讨论第二定律的经典版本，适用于相关的概率分布。
2014-11-28 cond-mat.stat-mech physics.class-ph quant-ph
The general fine-grained uncertainty relation and the second law of thermodynamics
通过对两个和三个自旋算符的测量，研究了量子比特系统的细粒度测不准关系。然后在$d$维Hilbert空间中，得到了在互无偏基上两个射影测度概率组合的一般界.所有这些不确定性不等式都可以应用于构造不同的热力学循环，使得违反这些不等式将导致违反热力学第二定律。这揭示了细粒度的不确定性和热力学第二定律之间的关系。
2021-09-22 quant-ph
Microscopic origin of the second law of thermodynamics
证明了当随机变量涨落服从中心极限定理时，测不准关系的等式对应于热力学平衡态。该不等式对应于热力学非平衡态。不确定关系是热力学第二定律的量子力学表述，起源于波粒二象性。在最小测不准关系下，得到了随机涨落调整后的均方差变化公式。最后，提出了一个有待检验的假设。我们在讨论中不包括相变.
2005-05-29 quant-ph
Quantum mechanical analogue of the zeroth law of thermodynamics. (On the problem of incorporating Thermodynamics into Quantum Theory)
这种将随机热力学纳入量子理论的方法是基于我们在前面的文章中提出的由任意真空的波函数描述的整体随机环境影响的一致包含的概念。在这项研究中，我们实现的可能性，明确纳入随机热力学第零定律的形式饱和薛定谔不确定性关系到量子理论。这允许比较分析任意真空的状态集，即压缩相干态（SCS）和相关相干态（CCS）。此外，我们比较了随机热力学的建设，使用SCS和TCCS的版本，涉及热力学纳入量子理论以前开发的基础上，热场动力学和量子统计力学的结果。
2013-03-25 quant-ph
Unification of the first law of quantum thermodynamics
针对量子热力学第一定律中能量变化划分为功和热量的歧义问题，本文基于动力学对称性统一了五种主流研究路径，涵盖自治、半经典及单次范式，完善了量子热力学的理论基础。
2023-03-29 quant-ph
What role does the third law of thermodynamics play in Szilard engines?
热力学第三定律在Szilard发动机中的作用已得到解决。如果基态是非简并的，则定义为从发动机提取的功除以温度的熵产生由于第三定律而随着温度接近零而消失。由对称性或偶然性引起的简并基态在零温下产生非零熵产生，并伴随有剩余熵。各种物理情况下，如SZE玻色子或费米子组成的相互作用或没有已被调查。
2011-12-14 quant-ph
Quantum Collapse and the Second Law of Thermodynamics
热机在与热转换为功的净结果平衡时进行循环操作。诸如态叠加之类的量子效应可以通过打破细致平衡来提高引擎的效率，但是这种改进是有代价的，因为在测量时叠加的崩溃会产生过量的熵。我们量化这些竞争方面的量子棘轮组成的一个合奏对相互作用的两个层次的原子。我们认为量子力学的测量假设与热力学第二定律有着错综复杂的联系。更准确地说，如果量子坍缩不是随机的，那么热力学第二定律就可能被违反。我们的研究结果挑战了传统的方法，简单地量化量子关联作为热力学功赤字。
2012-08-11 quant-ph
Quantum crystals are at odds with the laws of thermodynamics
实验数据和量子力学的原理表明，晶体是封闭在盒子里的“波粒”的凝聚体，其中“波粒”表示微观成分的不确定的波粒状态。当它不受扰动时，晶体处于类经典状态。波函数、内能和熵都等于零。热力学温度是不确定的。通过能量和/或动量转移的微扰揭示了量子效应。一些氢键晶体的热容的温度定律是合理的叠加态依赖于量子温度，这是晶体依赖。传热是一个相干的无熵过程。除了能量守恒，热力学的其他热力学定律都是无关紧要的。
2019-03-28 quant-ph
Probabilistically Violating the First Law of Thermodynamics in a Quantum Heat Engine
热力学可观测量的涨落，如热和功，包含了有关基本物理过程的信息。然而，这些波动在传统的热力学热力学定律中没有考虑。虽然第二定律是由著名的波动定理推广到波动系统，第一定律通常被认为是成立的，即使在波动的存在。在这里，我们表明，在量子涨落的存在下，热力学热力学第一定律也可能被打破。这是因为量子力学对热和功的知识施加了限制。为了说明我们的结果，我们提供了一个详细的案例研究的工作和热波动的量子热机的基础上的电路QED架构。我们发现概率违反第一定律，并表明它们是密切相关的量子签名负准概率。我们的结果意味着，在量子涨落的存在下，热力学热力学第一定律可能不适用于个别的实验运行。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Violations of the second law of thermodynamics by a non completely positive dynamics
我们考虑了最近提出的一个受驱动的开放量子微电路模型[F. Pellegrini等人，物理修订信函107，060401（2011）]适合于实验研究。我们表明，这样一个开放量子系统提供了一个具体的物理实例，证明建模其时间演化的动力学缺乏完全的积极性与热力学第二定律的冲突。
2014-08-20 cond-mat.other quant-ph
Holographic second laws of black hole thermodynamics
最近的研究表明，对于非平衡系统，除了普通的第二定律外，还有其他的限制条件。这些形成了一个新的热力学热力学定律族，它等价于量子雷尼发散的单调性。在黑洞热力学中，通常的第二定律表现为面积增加定理。因此，人们可能会问，这些额外的定律是否意味着对引力动力学的新限制，比如对失去平衡的黑洞？受这个问题的启发，我们研究这些限制内的AdS/CFT对应。首先，我们证明了Rényi发散可以通过一个欧几里得路径积分计算的某一类激发CFT状态。将这种构造应用于边界CFT，Rényi发散被评估为最小耦合引力标量系统的特定体解的重整化作用。进一步，在这个框架内，我们表明，存在的过渡，这是允许的传统的第二定律，但禁止的额外的物理约束。我们推测我们的发现的含义。
2018-10-09 gr-qc hep-th quant-ph
Area Law for Gapless States from Local Entanglement Thermodynamics
我们证明了一个面积定律约束的基态纠缠熵的一个广泛的类的无隙量子态的物质使用的策略称为本地纠缠热力学。该界限仅依赖于热力学数据，实际上是一个单一的指数，超标度违反指数$θ$。所有在$d$空间维度上的系统都遵守我们的标度假设，并且具有$θ< d-1$的系统都遵守面积定律，而具有$θ= d-1$的系统最多可以在几何上违反面积定律。我们还讨论了无挫折哈密顿的情况下，并表明，违反面积法超过几何这些系统必须有一个异常大量的低能量状态。最后，我们联系最近提出的$s$ -源框架，并认为$θ$和$s$是由$s=2^θ$相关。
2015-05-26 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
The First Law of Quantum Field Thermodynamics
我们研究了量子场论中工作涨落的概念，强调了有限维量子系统中使用的最常见的定义不能应用于量子场论（QFT）。然后，我们提出的工作分布是兼容的QFT，我们表明，他们满足热力学热力学第一定律的第二时刻。我们还展示了这些分布如何满足克鲁克斯定理，并提供了一个完全非微扰的量子场上的时空局域幺正过程的热力学分析。
2020-11-18 gr-qc hep-th quant-ph
