量子亚稳态的结构理论:马尔可夫性质与面积律

统计力学假设低温下的量子多体系统可由其吉布斯态有效描述。然而,许多复杂量子系统仅作为耗散开放系统动力学的亚稳态存在——这些状态看似稳定且鲁棒,却显著偏离真实热平衡。该工作将亚稳态建模为准局域(KMS)细致平衡主方程的近似稳态解,揭示了一个普适性结构理论:所有亚稳态都满足互信息面积律与马尔可夫性质。状态亚稳性越强,这些结构特征适用的空间区域就越大。因此,吉布斯态的标志性关联结构和噪声鲁棒性并非真实平衡态的专属特征,而是动力演化的涌现现象。该结构理论背后存在一个系统性框架,它精确等价于自由能的局部极小值、非对易费希尔信息以及近似细致平衡条件。该研究成果为建立完整的亚稳态热力学理论奠定基础,同时也为量子热模拟确立了定义明确、可操作且可复现的研究目标。
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提交arXiv: 2025-10-09 17:53

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