量子环境的热力学角色：从热浴到功库

量子热力学中的环境通常扮演热浴的角色。这些热浴是Markovian的，与系统弱耦合，并初始化为热态。当这些性质中任何一个缺失时，标准量子热力学不再适合处理系统与环境相互作用所产生的热力学性质。利用一个最近提出的适用于任意耦合和非Markovian效应的开放系统量子热力学框架，我们表明，在同一由Fano-Anderson哈密顿量描述的模型中，环境可以扮演三种不同的热力学角色：标准热浴，仅与系统交换热量；功库，仅交换功；以及混合环境，同时提供两种能量交换。环境的确切角色由耦合的强度和结构以及其初始状态决定。后者还决定了开放系统的长时间行为，导致热平衡（对于初始热态）和非平衡稳态（当环境模式发生位移时）。