驱动耗散量子系统中的功最小化协议:一种脉冲拟设方法

热力学第二定律为驱动系统在热平衡态间转换所需的最小功设定了下限,其极限值可在准静态过程中达到。对于有限时间过程,部分可提取功不可避免地会耗散,这促使研究人员寻找最小化耗功的驱动方案。虽然经典随机系统已被广泛研究,但量子分析仍然有限,且往往依赖于仅适用于弱耦合体系的马尔可夫主方程。本研究采用数值精确方法,针对耦合谐振子浴的代表性两能级系统,探索了最小功方案。受布朗振子已知最优解的启发,研究人员提出了包含边界脉冲效应的冲量假设,并在广泛的热浴参数范围内进行验证。研究发现:在短时程、非马尔可夫的量子体系中,类冲量特征仍能保持近乎最优性。该工作同时揭示了在弱耦合条件下被广泛使用的马尔可夫主方程仍可能失效的案例,这凸显了采用完全量子化方法解决有限时间热力学优化问题的必要性。
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提交arXiv: 2025-11-19 03:49

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