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绝热操作下的热力学第二定律——即封闭系统在外部控制下状态跃迁的限制条件——是热力学的基本原理之一。另一方面，最新研究表明即便是纯量子态也能表征热平衡态。然而纯量子态并不满足第二定律，因为它们不具备被动性特征（即若允许任意幺正操作时仍可从中提取功）。这使得量子力学如何与热力学相协调的问题悬而未决。本研究基于量子力学中热平衡态与绝热操作的核心概念，揭示了热力学极限下绝热操作第二定律的涌现机制。研究团队首先提出无限可观测量宏观热平衡态（iMATE）概念：当包括纯态在内的量子态所有可加观测量的期望值均与其平衡值一致时，该态即处于iMATE。同时定义了由含时可加哈密顿量生成的幺正演化作为宏观操作，其对应于绝热操作。运用这些概念，该工作证明：任何处于iMATE的量子态都无法通过宏观操作提取可观功。此外，研究人员构建了熵密度的量子力学表达式，使其对任意iMATE量子态都与热力学熵密度一致，并严格证明：对于iMATE初态，该熵密度经宏观操作及后续与时间无关的弛豫过程后永不减小。该理论通过采用宏观合理的可观测量类、平衡态及操作类，证明了两种不同形式的第二定律表述。文末还探讨了这些结论中宏观操作的时间尺度问题。