强耦合体系量子随机热力学的热算子方法
量子物理
2026-03-31 v2 介观与纳米尺度物理
统计力学
摘要
开放量子系统与其环境之间交换的热量表现出涨落,这些涨落携带着底层动力学的关键特征。在成熟的两点测量方案内,我们引入了一个“热算子”,其相对于热场双倍 Hilbert 空间真空态的矩对应于与热库交换热量的随机矩。这将热统计重构为一个幺正时间演化问题,我们通过将链映射热库与张量网络传播相结合来求解该问题。在多热库设置中,所有总热矩和热库分辨的热矩均可由单纯态演化得出。我们采用该方法计算了平衡与非平衡 Ohmic 自旋-玻色子模型中的瞬态与稳态热涨落,触及了具有挑战性的环境低温与长记忆时间区域。在非平衡情形下,我们展示了在强耦合不对称下 Fano 因子从超泊松统计到近泊松统计的交叉行为,这对应于热整流行为。该方法适用于具有任意谱密度的无相互作用(玻色子或费米子)非平衡环境,为理解开放量子系统中的热传递提供了一个强大的非微扰框架。
引用
@article{arxiv.2504.10631,
title = {Heat operator approach to quantum stochastic thermodynamics in the strong-coupling regime},
author = {Sheikh Parvez Mandal and Mahasweta Pandit and Khalak Mahadeviya and Mark T. Mitchison and Javier Prior},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.10631},
year = {2026}
}
备注
New results added!! Comments and suggestions are welcome. 11 pages and 5 figures