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量子热力学中介观引线公式中的熵产生

量子物理 2024-08-29 v2 介观与纳米尺度物理 统计力学

摘要

理解与热浴强耦合系统的熵产生是量子热力学和介观物理的核心问题。虽然存在许多技术可以准确研究此类系统中的熵产生,但它们通常需要浴的微观描述,这对于大系统而言可能在数值上变得难以处理。或者,可以采用开放系统方法,但这伴随着各种近似层次相关的细微差别。最近,介观引线方法已成为研究此类与多个热浴强耦合量子系统的有力方法。在该方法中,一组离散化的引线模式(每个都局部阻尼)提供了马尔可夫嵌入。在此我们表明,该方法对于描述强耦合开放量子系统的熵产生极其有用。我们通过数值展示,对于非相互作用和相互作用构型,耦合到单个浴的系统在嵌入层面表现出热不动点。这使我们能够利用量子动力学半群热力学的各种结果来推断强耦合、非马尔可夫中心系统的非平衡热力学。特别是,我们表明瞬态机制中的熵产生恢复了既定的微观熵产生定义,并带有一个修正项,该修正项可以针对单引线和多引线情况显式计算。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.12513,
  title  = {Entropy production in the mesoscopic-leads formulation of quantum thermodynamics},
  author = {Artur M. Lacerda and Michael J. Kewming and Marlon Brenes and Conor Jackson and Stephen R. Clark and Mark T. Mitchison and John Goold},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.12513},
  year   = {2024}
}

备注

11 pages, 6 figures. Final author version