连续热优超与马尔可夫热过程的完备定律集
量子物理
2022-08-08 v2
摘要
量子热力学的标准动力学方法基于描述系统与大环境弱耦合热化的马尔可夫主方程，以及熵产生关系等工具。本文发展了一个新的框架，克服了当前动力学与信息论方法应用于此设置时所遇到的局限。更确切地说，我们引入了连续热优超（continuous thermomajorization）的概念，并利用它获得了存在马尔可夫热过程在给定系统初末能量分布间转换的充要条件。这些导致了一组完备的广义熵产生不等式，其中包含标准不等式作为特例。重要的是，这些条件可化简为有限可验证的约束集，支配主方程下的非平衡转换。此外，该框架还是构造性的，即它返回实现任何允许转换的显式协议。这些协议使用基本热化作为构建块，我们证明其为普适控制。最后，我们还提出了一种算法，构造通过马尔可夫热过程从给定初态可达的完整能量分布集，并提供了在笔记本电脑上数分钟内求解d=6的Mathematica实现。
引用
@article{arxiv.2111.12130,
title = {Continuous thermomajorization and a complete set of laws for Markovian thermal processes},
author = {Matteo Lostaglio and Kamil Korzekwa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.12130},
year = {2022}
}
备注
20 pages, 5 figures. Accompanying paper of arXiv:2202.12616. Published version