量子纳米机中的精度热力学

涨落强烈影响纳米尺度热机的动力学与功能。随机热力学近期的发展表明，许多远离平衡系统的涨落通过所谓的热力学不确定关系受熵产生率约束。这些关系意味着，提高热机功率输出的可靠性或精度需付出更大的热力学代价。在此我们研究量子 regime 下小型热机的精度热力学。特别地，我们推导了若干少数量子比特热机（自主与循环皆有）在量化负载上做功时，其功率、功率涨落与熵产生率之间的精确关系。视情形不同，我们发现量子相干性在功率涨落方面既可助益亦可阻碍。我们讨论了降低量子纳米机中此类涨落的设计原则，并提出了一种自主三量子比特热机，其给定熵产生下的功率输出比任何经典马尔可夫模型所允许的更为可靠。