信息对量子热机的影响

量子热力学正在揭示信息在量子热机中发挥作用的迷人角色。信息以资源形式出现时，考虑的是反馈控制的热机器。虽然已提出量子反馈控制的一般理论以及具体的量子反馈控制热机实例，但仍缺乏此类机器的通用框架。本文提出了一种通用的两工作程量子热机模型，与 N 个热浴及 Maxwell 的鬼魂互动。鬼魂对引擎工作介质进行测量投影，其结果记录在嵌入其自身热浴中的经典记忆中。为进行反馈控制，鬼魂根据记录结果对工作介质执行受控的单位操作。通过将复合机器-记忆视为与 N+1 个热浴互动的混合 (经典-量子) 标准热机器，本框架将工作介质与记忆置于平等地位，从而实现对 Maxwell 悖论的清晰解决，阐明了信息如何影响量子热机性能的微妙方式。我们以两个量子比特的热机为例说明了本框架的应用。一个显著观察是：更多信息并不一定导致更好的热力学性能：有时知道得更少反而更好。