量子布朗振子的非平衡动力学与热力学第二定律

我们初始制备一个弱耦合到任意温度平衡热库的量子线性振子。通过按照任意但预先确定的协议改变耦合振子的哈密顿参数（即其弹簧常数或质量）来扰动该系统，从而对其施加外部功。然后，我们推导出沿此非平衡过程的耦合振子约化密度算符的闭合表达式，以及相应准静态过程的精确表达式。这使我们能够立即解析地讨论非平衡过程的热力学第二定律。接着，我们推导出克劳修斯不等式，并得到其支持第二定律的有效性，作为对[1]中引入的准静态对应克劳修斯等式的一致推广。