非马尔可夫动力学对热平衡不确定性关系的影响

与传统观点认为偏离标准热力学源于与热浴的强耦合不同，本文表明在量子力学中，这些偏离源于不确定性原理，并由动力学的非马尔可夫特性所支持。具体而言，我们证明由不确定性原理施加的系统总能量色散的下界主要由热浴功率谱主导，因此量子力学阻止系统热平衡态由正则玻尔兹曼分布描述。我们表明，对于一大类通过中心力相互作用且具有成对自相互作用环境的系统，这一普遍观察结果与经典情况形成鲜明对比；在经典情况下，无论相互作用强度如何，热平衡分布都\emph{精确}地由正则玻尔兹曼分布表征，因此不存在对热浴功率谱的依赖。我们定义了一个依赖于系统和储库相互作用中所有能量尺度的\emph{有效耦合}。展示了在该有效耦合预测机制下的样本计算。例如，在强有效耦合情况下，存在对标准热力学的偏离；而在弱有效耦合情况下，高温下可能出现静止纠缠等量子特征。