量子输运中代价-精度权衡关系的缺失与恢复
介观与纳米尺度物理
2022-04-13 v1 统计力学
摘要
许多经典与量子系统在非平衡稳态下的运行受到代价-精度（耗散-涨落）权衡关系的约束，该关系由热力学不确定性关系（TUR）刻画。然而，相干量子电子纳米结可逃逸此类约束，表现出有限电荷电流与非零熵代价的同时电流涨落消失。此处，我们分析了费米子纳米结在不同亲合势（电压与温度偏置）下代价-精度权衡关系的缺失与恢复。通过解析工作与模拟，我们表明若我们将透射概率设计为矩形函数——具有完美透射与硬性能量截断——电荷与能量电流均可展现代价-精度权衡关系的缺失。具体而言，对电压偏置下的电荷电流，标准 TUR 可能在偏离平衡时立即被违背，并随电压增大而指数抑制。然而，超越理想化硬性截断能量滤波透射函数，我们表明具有软截断或不完美透射函数的现实模型遵循代价-精度权衡，并在足够远离平衡时最终恢复标准 TUR。因此，代价-精度权衡关系的存在被建议为现实非平衡量子输运结的普适特征。
引用
@article{arxiv.2202.08215,
title = {Absence and recovery of cost-precision tradeoff relations in quantum transport},
author = {Matthew Gerry and Dvira Segal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.08215},
year = {2022}
}