关联量子系统中反常能量流的基本极限

在经典热力学中，能量总是从较热系统流向较冷系统。然而，若这些系统初始关联，能量流可能反转，使冷系统更冷、热系统更热。这一引人入胜的现象被称为“反常能量流”，并显示了初始关联在决定热力学系统物理性质中的重要性。在此我们研究该效应的基本极限。具体而言，我们找到了在封闭且可逆动力学下量子系统间可转移的最优能量量，这使我们能够刻画反常能量流。接着我们探索了一个更一般的场景，其中能量流由充当催化剂的辅助量子系统中介。我们表明，该方法允许利用先前不可访问的关联类型，最终产生超越我们基本界限的能量转移。为展示这些发现，我们使用了一个被广泛研究的量子光学装置，涉及两个耦合到光学腔的原子。