封闭量子玻尔兹曼桥:相干复兴、隐藏微观态与经典二时熵条件化
经典玻尔兹曼桥描述了在初始低熵宏观态和后期宏观态约束下的熵历史。与通常仅考虑过去的热力学箭头表述不同,这种双时间条件可以产生先上升超过最终熵值,随后朝设定终点下降的熵曲线。该工作利用宏观子空间投影算符、幺正时间演化以及由粗粒化宏观扇区维数定义的玻尔兹曼熵,构建了玻尔兹曼桥的封闭量子类比。首先研究了一个最小化的相干腔室-量子比特模型,其中每个粒子仅拥有一个两态腔室自由度。尽管该模型是经典双箱系统最直接的量子化形式,但其桥熵曲线主要受相干振荡与复兴现象主导,而非经典弛豫行为。随后引入一个隐藏微观态桥模型,其中每个腔室扇区包含未解析的内部自由度,而整个动力学仍保持幺正性。数值实验表明,增大内部希尔伯特空间维度能抑制样本依赖的复兴行为,并生成结构与粗粒化形状日益符合经典玻尔兹曼桥的桥熵曲线。进一步利用随机森林分类器探索了从复兴主导的量子行为向类经典粗粒化桥行为过渡的参数区间。这些结果表明,仅通过量子化腔室变量无法恢复经典双时间条件熵行为,但该行为可以从封闭量子系统中统计性地涌现出来。

