量子科技中心_量科网

“不确定因果序”（Indefinite causal order，简称ICO）通过将量子操作顺序置于相干叠加态，已被证明能提升多种信息处理任务的性能。本研究团队探讨了其对热化量子通道产生的热力学过程的影响，构建了一个在量子SWITCH作用下与两个热库相互作用的两能级系统模型，其中通道顺序由辅助量子比特相干控制。 针对热库温度相同与不同的情况，研究人员推导出了后选择系统态有效逆温度β_f的闭式表达式，并确定了实现最大加热或冷却效果的控制量子比特参数。分析表明：控制量子比特态的对角分量与相干分量分别影响温度移动，二者协同作用可突破任何固定因果序下的热响应极限。热库非对称性会放大这些效应，而控制量子比特态纯度的降低则会抑制效应。 该工作系统性评估了ICO的热力学潜力，并阐明了量子相干性作为可调谐热力学资源的作用机制。研究成果为《自然·物理学》期刊2023年报道的量子热机效率突破（DOI:10.1038/s41567-023-02027-1）提供了理论支撑。