量子热机与信息

最近，Zhang 等人 [PRA, {\bf 75}, 062102 (2007)] 通过考虑由子系统 $A$ 和 $B$ 组成的二分量子系统 $AB$ 作为工作物质，扩展了 Kieu 关于量子奥托热机 [PRL, {\bf 93}, 140403 (2004)] 的有趣工作。在本文中，我们将此类热机所做的净功 $W_{AB}$ 明确地表示为宏观浴温以及与工作物质微观量子态相关的信息论量的函数。这使我们能够深入洞察正 $W_{AB}$ 对态的量子性质的依赖关系。我们以两量子比特 XY 链作为工作物质进行了说明。受该表达式的启发，我们提出了一个关于可从子系统提取的功的合理公式。我们表明存在一个临界纠缠度，超过该值后，虽然 $W_{AB}$ 为正，但不可能从各个子系统中局部提取正功。这可能是量子非局域性的另一种有趣表现。