量子比特热力学：非绝热驱动的熵产生
量子物理
2025-06-23 v1
摘要
绝对性是许多有前景的量子控制、计算和仿真方法的基石。然而，实际操作中总是存在权衡。虽然通过更快地运行控制计划可以消除噪声的不良影响，但这以牺牲非绝对性为代价。为将这两种不可取效应置于同一理论基础下，我们将量子比特控制中的非绝对性误差分析为熵产生形式，考察细粒度信息在本质上是单位化动力学中如何被有效丢失的机制。关键问题在于如何定义时间依赖哈密顿量下的平衡状态。我们以 Landau-Zener 协议为测试案例，显示当平衡状态以最优超绝对参考系中的有效哈密顿量定义时，熵几乎单调增加。随后我们考虑单次通过的 Landau-Zener-Stückelberg-Majorana 干涉测量，其中量子比特的初始状态是任意的。实现第二定律违反需要极其精确的控制。
关键词
引用
@article{arxiv.2506.16570,
title = {Qubit thermodynamics: Entropy production from nonadiabatic driving},
author = {Pavel Zhelnin and Lucas Johns and Carlos A. Argüelles},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.16570},
year = {2025}
}