量子科技中心_量科网

“最陡熵增原理”（Steepest Entropy Ascent，SEA）作为新近被确证的热力学第四定律，主导着系统从非平衡态向唯一最大熵平衡态不可逆演化的过程。该原理在热力学第二定律基础上统一了力学与热力学框架。由于SEA运动方程的非线性特性，其精确解析解十分罕见。为此，研究团队开发出“固定拉格朗日乘子法”（FLM）作为近似解析工具，可适用于二能级及高维量子系统。通过采用量子行走这一普适量子计算模型，该工作运用FLM方法分析并求解了单组分N能级系统的SEA动力学问题。近似FLM解与全数值模拟高度吻合，特别是在SEA预测的最大熵产率区域表现卓越。 为将SEA分析拓展至复合系统（尤其是双量子比特系统），该研究建立了N能级布洛赫矢量参数化的通用框架：包含N=3情形的解析根系，以及N=4的完整参数化方案，同时提出了该表象下算子迹的解析计算方法。最后，研究团队检验了非线性量子理论中的无超光速信号条件。虽然非线性通常意味着超光速信号传递，但SEA框架本质遵循无超光速原理——无论是可分离态还是纠缠态（如贝尔对角态）的复合系统，其运动方程均证实SEA保持定域性，为开放/封闭量子系统的退相干建模提供了坚实基础。