交换热

能量涨落关系与重复量子测量

在本篇综述中，我们讨论了非平衡状态下能量涨落的统计描述，这种涨落源于量子系统与测量仪器之间的相互作用，该相互作用应用了一系列重复的量子测量。为了正确量化有关能量涨落的信息，我们推导并解释了交换热概率密度函数和相应的特征函数。然后，我们讨论了 Jarzynski 形式涨落定理 ⟨ e − βQ ⟩ = 1 的有效性条件，从而表明涨落关系对于测量时间间隔内的随机性具有鲁棒性。此外，我们还分析了热特征函数在许多中间量子测量的热力学极限下的后期渐近性质。在这样的极限下，除非系统的哈密顿量和中间测量可观测量共享一个共同的不变子空间，否则量子系统趋向于最大混合状态（因此对应于具有无限温度的热状态）。然后，在此背景下，我们还讨论了当系统在量子芝诺机制下运行时，能量涨落关系如何变化。最后，针对目前在量子应用和技术中普遍存在的二能级和三能级量子系统的特殊情况，说明了理论结果。