量子领域热力学的几何基础

在该工作中,研究人员基于接触几何和主纤维丛理论,提出了一种完整的量子热力学几何化表述。量子热力学态空间被建模为接触流形,其中平衡吉布斯态构成勒让德子流形,编码了基本热力学关系。密度算子流形上的主纤维丛将量子态结构与热力学标签区分开来:其纤维代表非平衡构型,它们与平衡子流形的唯一交点确保了热力学一致性。准静态过程对应于Bures-Wasserstein度量下长度最小的测地线,从而实现耗散最小化;而测地线长度向秩亏态的发散性则从几何角度推导出第三定律。通过主丛上的伪黎曼度量和联络构建的非平衡扩展,引入了曲率诱导的和乐群来量化循环过程中的不可逆性。在此框架下,量子领域的热力学定律自然地作为几何推论而显现。
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提交arXiv: 2025-11-13 09:32

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