非平衡功的开量子动力学理论：层级运动方程方法

考虑一个系统-浴（SB）模型以检验全量子 regime 下的 Jarzynski 等式。在我们之前的论文 [J. Chem. Phys. 153 (2020) 234107] 中，我们使用层级运动方程（HEOM）进行了“精确”数值实验，其中证明了 SB 模型描述的行为与热力学第一、第二定律一致，且总系统的动力学具有时间不可逆性。Jarzynski 等式中的特殊量是“功特征函数（WCF）”，$\langle \exp[-\beta W] \rangle$，其中 $W$ 为对系统所做的功，$\beta$ 为逆温度。在本研究中，我们考虑基于配分函数（PF）与基于路径的定义，并利用 HEOM 数值评估 WCF，以确定将 Jarzynski 等式推广至全量子 regime 的方法。我们表明，使用基于 PF 的 WCF 定义会得到与 Jarzynski 等式完全不一致的结果，而若使用基于路径的定义，则得到近似 Jarzynski 等式的结果，但可能与之不一致。