有限复杂度的热化及其在热浴算法冷却中的应用

我们引入了一类基于碰撞模型的热操作，其中系统通过能量守恒的幺正变换依次与未关联的浴分子相互作用。为确保有限复杂度，每个分子被约束为不超过系统的大小。我们识别出通过单次碰撞实现低于浴温冷却的必要条件：系统初始必须缺乏明确定义的有效温度，甚至为负。通过构建迭代协议，我们证明了在这些受限热操作下无需机器即可实现低于浴温的冷却。此外，引入量子比特机器进一步提升了冷却极限和能量效率。这些发现为有限资源冷却的广泛研究做出了贡献。