量子过程作为热力学资源:非马尔可夫性的作用
量子物理
2025-05-30 v2
摘要
量子热力学研究量子系统与操作如何作为工作来源用于执行有用热力学任务。在现实条件下,开放量子系统的演化通常表现出记忆效应,导致非马尔可夫动力学。相关信息的反馈在某些热力学任务中已被观察到提供优势。然而,量子尺度下非马尔可夫性与热力学之间的一般操作性联系一直未能充分把握。本文分析了非马尔可夫性在从由过程张量描述的一般多时间量子过程中通过热力学操作提取工作中的作用。通过定义四类提取协议的层次结构(表示为量子 comb),我们揭示了非马尔可夫性通过三种不同物理机制(工作投资、多时间关联、系统-环境关联)增加可提取工作量的机制。这些机制带来的优势恰好与过程非马尔可夫性量度器相联系。这些结果以非常一般的术语表明,给定的任何量子过程的非马尔可夫性是一种基本资源,能够在热力学中实现增强性能。
引用
@article{arxiv.2411.05559,
title = {Quantum processes as thermodynamic resources: the role of non-Markovianity},
author = {Guilherme Zambon and Gerardo Adesso},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.05559},
year = {2025}
}