小热环境中耦合量子振荡器系统的含时量子热力学

本文模拟了一个与量子环境相互作用的小量子系统。该系统由两个耦合以产生简正模式的谐振子的各种初始态组成。环境通过其能级模式被“设计”为具有热力学温度。随机耦合导致系统与环境在时间演化过程中发生纠缠。观察到系统趋向于玻尔兹曼分布，并获得接近设计温度的有效拟合温度。系统的所有初始纯态均以非常相似的速率被驱动至平衡态，并迅速丢失对初始态的记忆。计算了冯·诺依曼熵的时间演化，作为平衡化和量子相干性的度量。论证表明，与普遍理解相反，量子干涉和相干性仅在最大熵时被消除，这在热力学上对应于无限温度。简要讨论了我们的结果对趋近热平衡过程中“经典化”行为概念的影响。