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理解量子尺度下远离平衡态的热力学现象仍是一项基础性挑战，尤其在量子相干性存在的情况下。该研究团队通过将相干性的量子资源理论与热力学定律相结合，建立了非平衡量子热力学的第一性原理框架。研究人员推导出此前未被探索的熵平衡关系，明确区分了由热交换引起的熵流与量子相干性损失产生的熵增。该理论框架将非平衡量子过程中的热力学熵定义为与能量测量相关的“能量熵”，证明冯·诺伊曼熵通常不能表征远离平衡态时的热力学熵。在此体系中，动态温度、自由能、功与热量均获得一致定义，并证明第一、第二定律在远离平衡态时依然成立。将该理论应用于可精确求解的开放量子系统时，该工作揭示了弱耦合极限下平衡态热力学如何动态涌现。这些成果为非平衡量子热力学建立了统一且可操作的理论基础，同时阐明了量子相干性的基本热力学作用。