量子科技中心_量科网

理解量子特性能否在热力学过程中提供具体优势，是量子热力学的核心目标。一个关键挑战在于如何系统性地量化各类非经典性特征以增强热力学任务的性能。鉴于此，该研究团队证明任何形式的非经典性均可作为热力学资源：凡是具有量子魔力、相干性或非经典关联的系统，都能比不具备这些资源的系统提取更多功。量子热力学优势（通过资源态可提取功与无资源时可提取功的比值量化）会随资源鲁棒性增强而提升。该工作表明，在任意凸量子资源理论框架下，通过设计基于最优鲁棒性见证者的哈密顿量循环淬火/热化协议，任何含资源态都能展现出优于所有自由态的功提取优势。研究人员通过具体案例展示了鲁棒性度量如何随系统维度增长而提升，从而产生与之成比例放大的量子热力学优势。与之形成对比的是，制备含资源态（如具有魔力、相干性或非经典关联的态）可能比制备无资源态消耗显著更多的热力学成本——总存在某种协议能以远低于制备资源态的功消耗来制备任意非资源态。这些发现为量子资源鲁棒性度量赋予了热力学代价与优势层面的操作意义。