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该研究团队探索了一种混合系统，该系统由金刚石中彩色氮空位中心集合与有限温度下的超导磁通量子比特耦合构成。研究人员通过伪厄米哈密顿量对体系中的杂质效应进行建模，在超导磁通量子比特与金刚石彩色氮空位中心集合的相互作用中引入了非对称参数。该工作构建了系统的精确巨配分函数，并由此推导出熵、内能和亥姆霍兹自由能等热力学量。在对称性破缺相中，研究人员观测到配分函数零点的存在，这些零点与实部处于低能区的复共轭本征值对相关。根据杨-李理论框架，复平面上的这些零点标志着相变的发生，所提出的混合模型表现出一阶相变特征。 为描述参数空间中的亚稳态区域，该团队进行了麦克斯韦构建和旋节线分解分析。研究人员确定了配分函数首个零点出现的临界温度，该温度值取决于非对称参数以及金刚石彩色氮空位中心集合与超导磁通量子比特相互作用的耦合常数。该研究还设计了一种卡诺循环，该循环在高于临界温度时穿越对称性破缺相中的异常点，其效率与经典卡诺循环相当。此外，团队实现了一种斯特林循环，其效率超越经典对应方案——尤其在异常点附近运行时表现更为显著。最后，研究人员概述了如何将该模型拓展至更大希尔伯特空间维度，以超越当前捕捉基础物理现象的最小建模框架。