量子测量理论是围绕密度矩阵和可观测量建立的,而热力学定律则以热机和冰箱等过程为基础。量子热力学的研究融合了这两个不同的范式。在本文中,我们重点介绍了量子过程矩阵作为描述量子领域热力学过程的统一语言的用法。我们在量子麦克斯韦妖的背景下通过实验证明了这一点,其中通常研究两个主要量:平均功提取 ⟨ W ⟩ 和功效 γ,后者衡量反馈操作使用获得的信息的效率。利用量子过程矩阵工具,我们为这两个量开发了最佳反馈协议,并在超导电路 QED 装置中通过实验研究它们。
从热和热力学的概念诞生,到量子力学的诞生,一直到黑洞,热容量一直在化学和物理学中扮演着核心和基础性的角色 [1-3]。生物学和复杂性科学在热容量研究中取得的成功较少。从根本上讲,这样的进步需要一种非平衡系统的热交换理论,以及复杂网络上能量景观中驱动的随机运动的理论。为此,我们希望定量了解环境、温度或活动等参数的变化如何改变此类系统的热容量。因此,应该寻找有关非平衡热容量的精确结果。本文的动机就是:介绍图上活跃系统的非平凡且有趣的玩具模型,并给出其热容量的精确结果。
模块-1经典统计力学L:12个宏观和显微镜状态,相空间,统计集合,假定相等的先验概率,状态密度的行为,Lowville的定理(经典)。在系统平衡中的能量分布,概率分布的清晰度。微型典型的合奏,规范的合奏,规范合奏的应用(磁磁性,分子,理想气体中的分子,大气定律),平均值的计算和规范合奏中的平均值和波动,与热力学的相关性,在热力学中的连接,在较大的元素中,在较大的α上进行了较大的α型和平均值的化学物质,均等的化学物质,平均值,平均值,平均值,平均值,平均值,平均值,平均值,均值范围。根据宏伟分区功能的功能。
摘要:最近对小规模系统热力学的理解使我们能够表征在固定输入状态下实现量子过程的热力学要求。在这里,我们扩展了这些结果,以构建给定过程的最佳通用实现,即即使在多次独立且相同分布 (iid) 重复该过程之后,对于任何可能的输入状态都是准确的实现。我们发现,这种实现的最佳工作成本率由过程的热力学容量给出,这是一个单字母和附加量,定义为通道输入和输出之间相对熵与热状态的最大差异。除了作为量子通道逆香农定理的热力学类似物之外,我们的结果还引入了量子典型性的新概念,并提出了凸分裂方法的热力学应用。
从经典热力学的角度看,亚稳态是不存在的 [1]。然而,环顾世界,亚稳态材料的数量是如此之多,远远大于稳定态材料的数量。对于简单的化合物,亚稳态与稳定态的比例并不大。然而,对于复杂的化学物质,如有机物和聚合物 [2],亚稳态化合物的数量就会变得非常大。对于生物材料,几乎 100% 的相都是亚稳态 [3]。因此,我们可以肯定地说:材料越复杂,亚稳态相的数量就越多。如此庞大数量的亚稳态材料必将带来有趣而重要的特性,可能在能源、材料、工业、农业、生物、环境和催化相关领域得到广泛应用[4]。需要指出的是,在本书中,作者试图强调不同亚稳态材料的分类、合成方法、表征和催化性能。
量子测量最终是一个物理过程,这是由于测量系统与测量设备之间的相互作用所致。考虑在热力学环境中测量的物理过程自然提出了以下问题:如何解释工作和热量?在本文中,我们为可观察到的任意离散的测量方案的测量过程建模。在这里,要测量的系统首先与设备耦合,随后相对于可观察到的指针,因此对化合物系统进行对象,从而产生确定的测量结果。因此,由于单一耦合,该工作可以解释为复合系统内部能量的变化。通过热力学的第一定律,热量是由于指针对象的后续内部能量的随后变化。我们认为,只有当指针可观察到与哈密顿量的通勤情况并表明这种交换性意味着热量的不确定性一定是经典的,该设备才是测量结果的稳定记录。
核能是一种清洁能源,也是化石燃料的有前途的替代品。第四代反应堆的设计理念旨在提供更安全、抗扩散和经济可持续的核电设施。第四代反应堆的开发和实施中最重要的因素是结构材料的可靠性和性能,无论是用于堆内还是堆外应用 [1]。由于相关的放射毒性,设计和开发用于核燃料循环各个阶段的新材料具有挑战性。计算热力学提供了一种独特的途径来确定核材料在温度和成分范围内的基本热力学性质,而这些性质是实验无法达到的。在本文中,我们讨论了基于计算热力学的三项研究,即混合氧化物燃料的热性质研究、单相高熵合金的高通量筛选和作为高放射性金属废料载体的 Fe-Zr 合金的评估。