相干性选择性量子复位协议的热力学

我们发展了一种精确理论，用于在单粒子密度矩阵形式下，对二次开放量子系统进行相干性选择性抽取复位。我们关注相干性的存续情况以及与之相关的热力学代价在抽取固定点处。为此，我们引入了一种一参数族的复位信道，可连续插值于完全相干抹除与完全相干保存。这统一了复位图描述、重复相互作用与演化相关终端信道，以及环境重新初始化的热力学代价。对于与结构半无限紧密绑定浴耦合的单个费米子能级，我们推导了精确的抽取映射，求解其唯一固定点，计算保留相干性谱、复位后占据率以及复位热流。我们发现，随着保留参数的增加，保留相干性呈单调增加，而复位热流通常为非单调，在中间工作点处最大化。因此，存储最多相干性的协议并非产生最多热量的协议。确切的运行图进一步表明，相干性最优和相干性性价比最优协议都趋向于相干性保存端点，而热力学最优协议则严重依赖于复位间隔。我们还表明，这种相干性成本几何在非零化学势下仍然存续，表现为相同固定点权衡的填充偏置变形，而非独立的粒子流优化问题。这些结果确立了相干性选择性复位作为结构浴开放量子系统的一种新颖控制原则，并为在重复环境重新初始化下进行记忆工程和热力学优化提供了可精确求解的基准。