温度的启发式研究:热系统中的量子电路

经典热力学中相变与负温区域的奇异点之所以出现,是由于等先验概率假设忽略了制备微观态所需的量子动力学复杂性。该研究团队将有限动力学复杂性提升为基本假设,提出了“复杂性窗口热力学”(CWT)理论。通过引入有限的复杂性预算,该项工作建立了窗口化熵——一种反映认知局限的熵函数,其在能量维度上连续可微,且随预算增加单调递减。这种平滑性保证有效温度呈现有限连续特性,同时使复杂性生成势保持非负,从而消除了所有经典热力学奇异点,并在复杂性预算趋近无穷时回归标准统计力学。CWT的广义第一定律揭示了一项信息处理功的新术语。从酉通道几何出发,研究人员推导出作用量与时间的普适性界限:消耗的作用量必须与最优电路复杂性成正比,而所需最短时间则与有效温度成反比。该框架统一了从临界点平滑到黑洞信息流等诸多现象,并预测宇宙可生成的总体复杂性与全息熵具有相同量级,由此架起了热力学、量子计算与引力理论之间的桥梁。

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