量子热力学中的操作准概率：相干性与非联合可测性下的功提取
量子物理
2025-10-07 v1 统计力学
摘要
我们将操作准概率 (OQ) 作为功分布使用,它再现Jarzynski 关系,并给出与经典定义一致的平均功. OQ分布可通过端点测量和两点测量方案实现实验. 在此框架下,我们展示了相干性对功的波动、平均值和第二矩的显式贡献. 在两能级系统中,我们证明了非联合可测性——即一种测量不兼容的泛化概念——可使可提取功超过由联合可测性测量施加的经典上限. 我们进一步证明, Kirkwood-Dirac准概率 (KDQ) 的实部与OQ在两能级系统中等价,且在二进制无偏测量下,它们非负当且仅当测量是联合可测的. 在三能级氮空位中心系统中,OQ和KDQ显示出不同的负值amount,但实现相同的功提取,这表明负值的大小并非非经典功的可靠指示器. 这些结果突出了相干性和非联合可测性在功提取增强中的基本作用.
引用
@article{arxiv.2510.04253,
title = {Operational Quasiprobability in Quantum Thermodynamics: Work Extraction by Coherence and Non-joint Measurability},
author = {Jeongwoo Jae and Junghee Ryu and Hoon Ryu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.04253},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 3 figures