任意初态的热力学不确定性关系
统计力学
2020-09-30 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
热力学不确定性关系(TUR)描述了非平衡流与熵产生之间的权衡关系,是非平衡热力学的一个基本原理。然而,目前已知的TUR要么预设特定的初态,要么基于无限时间平均,这严重限制了其适用范围。本文从Cramér-Rao不等式出发,推导了适用于任意初态的有限时间TUR。我们发现累积流的方差由终时刻的瞬时流所界定,这表明“边界受体约束”。我们将结果应用于反馈控制过程,并成功解释了一项近期报道的反馈控制下修正TUR被违背的实验。我们还推导了一个关于总熵产生为线性的TUR,适用于具有非稳态初态的离散时间马尔可夫链。所得界在离散时间情形下对现有界实现了指数级改进。
引用
@article{arxiv.1912.11797,
title = {Thermodynamic Uncertainty Relation for Arbitrary Initial States},
author = {Kangqiao Liu and Zongping Gong and Masahito Ueda},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.11797},
year = {2020}
}
备注
5+8 pages, 3+4 figures. New results added