通过虚拟量子比特降低热力学不确定性
热力学不确定性关系(TUR)揭示了微观与纳米尺度系统中电流涨落与熵产生之间的基本约束,为第二定律提供了精确的数学表述。经典TUR的量子违背现象揭示了本质性的量子热力学效应,这对提升量子技术性能及实现优化至关重要。该工作通过分析一类典型量子热机模型中的TUR,该模型运作依赖于构成虚拟量子位的两个能级间的相干耦合。稳态相干性被限制在该虚拟量子位子空间内,而无相干耦合时系统与热库满足细致平衡条件且不维持稳态热流。研究表明,稳态电流与熵产生可由等效经典马尔可夫过程完全重现,而电流涨落则额外获得源自相干性的纯量子修正。因此,热力学不确定性自然分解为经典(对角)贡献与相干贡献两部分——后者在共振条件下呈现负值,并在使稳态相干性最大化的耦合强度处达到极小值。该团队进一步确定了可逆极限附近超越经典TUR边界的优化条件与判据。
量科快讯
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