量子科技中心_量科网

混合碳纳米管-富勒烯结构为研究结构化量子环境中的不可逆性与信息流提供了一个可控平台。本文分析了一个系统的熵产生：在该系统中，顺磁性内嵌富勒烯（如N@C$_{60}$和P@C$_{60}$）被封装在悬浮碳纳米管（CNT）谐振器内部，选定的多能级富勒烯自旋态构成一个有效量子比特，与量子化的CNT弯曲模式相耦合。基于富勒烯填充CNT、悬浮纳米管中的自旋-声子控制以及阻尼驱动振子的相空间传播子等前期工作，该团队开发了一个混合开放系统模型，该模型将CNT的驱动量子布朗运动与有效的Jaynes-Cummings自旋-振动相互作用相结合。谐振器动力学由Wigner函数表示，其演化过程通过初始Wigner分布与高斯传播子以解析形式写出。这种相空间描述将驱动引起的位移、扩散和阻尼分离开来，并将这些过程直接与熵流联系起来。自旋-机械耦合动力学被嵌入到包含机械阻尼、自旋弛豫、纯退相和热激活激发的Lindblad主方程中。在该框架内，作者推导了熵平衡方程，识别了熵流和非负熵产生，并考察了自旋-振动杂化如何在相干交换通道和耗散通道之间重新分配不可逆性。研究结果表明，磁梯度增强的自旋-声子耦合、共振驱动以及适度的热占据会导致振荡器主导与自旋主导的熵产生机制之间的交叉。该框架为利用CNT-PEF杂化结构作为纳米尺度平台，研究振动环境中的非平衡量子热力学、退相干和信息损失提供了基础。