通过其边界驱动量子系统的热力学代价
量子物理
2015-10-23 v2 统计力学
摘要
热力学定律限制了热机的效率。这些定律的类似物现已为弱且被动耦合到环境的量子引擎所确立，提供了一个寻找其性能改进的框架。与环境相互作用被主动控制的系统不在此框架内。此处我们考虑主动且局域耦合到环境的系统，其随所谓的边界驱动 Lindblad 方程演化。从系统加环境的幺正描述出发，我们同时获得 Lindblad 方程以及系统的热、功和熵产生的适当表达式，扩展了用于分析新的及一些已提出的量子热机的框架。我们在自旋 1/2 链中阐释我们的发现，并解释为何以这种方式耦合到单一热浴的 XX 链弛豫到热力学平衡而 XY 链则不。此外，我们展示耦合到左和右热浴的 XX 链表现为量子引擎、加热器或制冷机，取决于参数，其效率受卡诺效率限制。
引用
@article{arxiv.1509.04223,
title = {The thermodynamic cost of driving quantum systems by their boundaries},
author = {Felipe Barra},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.04223},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 2 figures (minor correction in a formula in this new version)