热过程的可分解性与凸结构

我们给出了一个 $d$ 能级系统的热过程示例，该过程无法在无法即时访问整个能量空间的情况下实现。此热过程与系统某些状态之间的跃迁唯一相关，即使允许近似跃迁，该跃迁在无法访问整个能量空间的情况下也无法实现。为了探究热过程能否分解为在更小子空间上非平凡作用的过程的复合的凸组合，我们研究了在能量基下对角状态子空间内的跃迁。对于三能级系统，我们确定了这些操作的极点集，以及执行任意热过程所需的最小操作集，并将热过程集与热主化准则联系起来。我们证明了该集合的结构取决于温度，这与热过程不能确定性地增加从状态中可提取的功这一事实相关——该结论对任意 $d$ 能级系统均成立。我们还将可分解性问题与极值热过程的细致平衡对称性联系起来。