在量子热机中概率性违反热力学第一定律
量子物理
2022-05-25 v3 介观与纳米尺度物理
摘要
热力学可观测量（如热与功）的涨落包含关于底层物理过程的相关信息。然而这些涨落在传统热力学定律中未被考虑。虽然第二定律通过著名的涨落定理被推广到涨落系统，但第一定律通常被认为即便在存在涨落时也成立。此处我们表明，在量子涨落存在的情况下，热力学第一定律也可能失效。这是因为量子力学对热与功的认知施加了限制。为阐明我们的结果，我们提供了一个基于电路 QED 架构的量子热机中功与热涨落的详细案例研究。我们发现了第一定律的概率性违反，并表明它们与负准概率相关的量子特征紧密相连。我们的结果意味着，在量子涨落存在时，热力学第一定律可能不适用于单次实验运行。
引用
@article{arxiv.2102.01395,
title = {Probabilistically Violating the First Law of Thermodynamics in a Quantum Heat Engine},
author = {Timo Kerremans and Peter Samuelsson and Patrick P. Potts},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.01395},
year = {2022}
}