不确定随机过程的非平衡热力学

随机热力学是在假设完全已知所有热力学参数的条件下建立的。然而，在任何真实世界的实验中，温度、化学势、能谱等的精确值都存在非零的不确定性。在此我们研究这种不确定性如何修正随机热力学的定理。我们考虑两种场景：在（称为“有效”的）场景中，我们固定（未知的、随机生成的）实验装置，然后针对该固定装置反复观察系统的（随机）轨迹。相反，在（称为“唯象”的）场景中，（未知的）装置在每次轨迹时重新生成。我们推导了两种场景下热力学量的表达式。我们还讨论了有效（场景）熵产生（EP）的物理解释，推导了有效失配成本，并对在不确定温度下实现比特擦除的量子点的有效热力学进行了数值分析。接着，我们分析了在两个状态分布之间移动以最大化有效功提取的协议。随后，我们研究了信息的有效热力学价值，重点关注系统初始化与协议启动之间存在延迟的情况。最后，我们推导了唯象 EP 的详细涨落定理和积分涨落定理。特别地，我们展示了唯象涨落定理如何解释这样一个事实：轨迹运行时间越长，它提供的关于精确实验装置的信息就越多，因此它产生的 EP 就越少。