纳米尺寸器件的最优驱动协议及其对储库耦合的依赖性

高效人工纳米器件的开发提出了具有基础性和技术性的挑战。最近在有限时间热力学背景下取得了进展。有限时间热力学的核心问题是在明确定义的约束下运行的系统中，识别提取最大功的最优程序。对于外部控制的小系统，最优驱动协议最大化了在两个给定系统状态之间有限时间跃迁中花费的平均功。为简单起见，我们考虑一个嵌入热环境并耦合到粒子储库的外部控制单能级系统。针对不同系统 - 储库耦合，从主方程方法计算了最优协议。对于开放系统，系统 - 储库耦合被证明对最优驱动设置具有显著影响。我们指出，最优协议在初始和最终时刻具有不连续跳跃。最后，这项工作提供了将这些计算扩展到更大系统尺寸的首次尝试。