熵今天从物理学到Sta tistics,工程到社会科学都有许多应用,是从热力学中提取的概念。在热力学中,熵表示无法转换为机械工作并分布在整个宇宙中的系统的热能。例如;当具有一定势能的球掉落到斜坡时,并非所有势能都可以转化为动能,其中一些能量将其作为热能分布到宇宙中。这种能量以热量和随机分布在整个宇宙中,代表熵。根据热力学的第二定律,在任何过程中系统的熵变化都必须为零或阳性。因为宇宙中的所有过程都从秩序转变为无序,并倾向于增加其熵。通常,在物理系统中,熵可以定义为系统中不确定性和不确定性的数值[1]。在本文中,我们分析了生物系统中的熵,熵对健康的影响以及减少熵的方法
自旋玻璃模型是量子热力学的新兴领域之一,是理解无序磁系统复杂特性的有力工具。与具有同质相互作用的伊辛模型奥托发动机 [1] 不同,当将无序和随机性元素引入系统时,对于图 1 给出的模型,在热机模式下,我们可以看到在临界点附近具有双峰结构和超线性缩放的性能曲线 [2],𝑊∼𝑁 𝛼 ,𝛼> 1 。我们还发现,在冷却模式(R)下,可以在不同温度区域实现超线性效率提升。当我们检查系统在有限时间动态中的实际行为时,我们在热力学性能和吞吐量中观察到的超线性缩放行为凸显了量子系统中的无序和危机提高热力学性能的潜力。我们的发现有可能为量子热机、量子信息处理和能源管理的应用开辟新的途径。
摘要:“循环经济是一种在设计上具有再生性的经济,旨在始终保持产品、部件和材料的最高效用和价值,区分技术循环和生物循环。这种新的经济模式旨在最终将全球经济发展与有限的资源消耗脱钩”,这是艾伦·麦克阿瑟基金会广泛使用的定义。这个定义传达了两个信息。首先,它承认经济活动需要自然投入(能源和材料),并以废物和排放的形式产生产出。其次,它体现了这样的承诺:通过技术创新、人类智慧和市场,可以实现经济与自然的完全脱钩。显然,这两条信息并不一致。本文的目的是通过跨学科的视角来分析这些问题,这种方法将热力学的见解与传统的经济理论相结合。通过使用这种物理经济视角,本文认为,并不是任何类型的循环经济都是可持续的。因此,需要有指标来确保特定的循环经济模式减少环境和社会危害。
成功开发了航空航天可重复使用的发射车辆(RLV),需要实现有效的热保护系统(TPS),以在重新进入阶段内从严重的热载载上保护航天器的完整性。由于需要降低有效载荷运输成本,因此,应用研究被驱动到具有先进的热机械特性的轻质材料。空间TPS通常基于三明治结构,其中核心材料具有热绝缘的主要功能。陶瓷多孔材料,例如碳(C)和碳化硅(SIC)泡沫,代表了在很高温度下低密度和明显的热稳定性,代表了作为结构TPS组件的构成型TPS组件的理想候选者。本文提出了一项联合实验研究,该研究是针对碳式陶瓷泡沫作为三明治设计的核心的联合研究。据报道,商业c和sic-泡沫材料的完整热表征,包括测量热力学的组合应力,温度引起的量大行为和传热特性。尤其是通过a
引言。—量子热力学[1-9]是一个具有研究的研究领域,其中在包括热发动机和冰箱在内的各种中和纳米驱动器中都寻求真正的量子效应[10,11]。在热力学过程中寻求量子效应远非琐碎的任务。正如恩里科·费米(Enrico Fermi)在1936年夏季会议上在哥伦比亚大学(纽约)举行的讲座中清楚地解释的[12],“在纯热力学中,基本定律被认为是基于实验证据的假设,并且结论是从他们的情况下得出的,而没有进入景象机制。”热力学具有一个全等特征,提供对经典和量子设置有效的预测。为了在热力学的背景下找到真正的量子优势(GQA),显然需要超越平衡条件并研究量子系统的非平衡动力学。在这种情况下,Alicki和Fannes [13]于2013年首次引入的量子电池最近引起了很多关注[15-17]。
对这些类型材料的潜在理化特性的深入了解将是成功实现其最终技术应用的关键组成部分。在电池运行过程中(在锂离子插入/脱氧反应期间)中电极中发生的结构变化的知识将是最重要的重要性,即捕获控制电池性能的相关结构 - 托管关系。特别是,组成OEM的分子和固态结构直接与影响岩性反应热力学的几种关键特性相关,例如锂离子配位环境,电子结构或反应动力学。此外,已知通过不同的机制[17]发生锂离子插入过程,从而导致电极材料的不同现象,例如相位分离和/或亚稳态相的出现。在前一种情况下,在静电期间没有出现稳定的中间阶段,因此导致了非步骤的过程。已知这种现象是针对几种无机性Lib阴极发生的,例如Li n fepo 4
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- 研究生课程的讲师量子信息理论的高级主题(FS 2021和FS 2022),约有50名学生在Eth Zurich。- 非物理学家研究生课程量子物理学的讲师(HS 2020和HS 2022),约有100名学生在苏黎世Eth Zurich。- 研究生课程量子信息处理I-概念的讲师(FS 2018,FS 2019),约有150名学生在Eth Zurich。- QSIT AROSA冬季学校(2019年2月)的量子信息理论教程。- 关于量子信息和热力学的教程,美国西雅图,2017年量子信息处理(2017年1月)。- 布里斯托尔大学量子工程中心资源理论简介的研讨会(2016年6月)。- 量子力学I和II课程的助教,量子信息理论,信息技术科学和统计物理学,(2009年9月至8月2013年)。- 量子力学II和量子信息理论的替代讲座(3月至5月2013年)。
至少从19世纪起,物理系统的热力学和综合性质之间的关系一直是一个主要的理论兴趣。在过去的半个世纪中,随着数字设备的充满活力的成本爆炸,它也变得越来越重要。重要的是,现实世界中的计算机对它们的工作方式遵守多个物理约束,从而影响其热力学特性。此外,其中许多约束都适用于大脑或真核细胞等自然存在的计算机和数字系统。最明显的是,所有此类系统都必须使用尽可能少的自由度来快速完成计算。这意味着它们远非热平衡。此外,许多数字和生物学的计算机都是模块化的分层系统,对其子系统之间的连通性具有很强的限制。又一个例子是,要简化其设计,数字计算机必须是由全球时钟控制的定期流程。在20世纪的计算热力学分析中都没有考虑这些约束。随机热力学的新领域提供了正式的工具,用于分析受所有这些约束的系统。我们在这里争辩说,这些工具可以帮助我们在更深层次的水平上了解物理系统的基本热属性与它们执行的计算有关。
量子热力学的资源理论一直是一个非常成功的理论,并且在社区中产生了很多后续工作。,它要求在系统,浴室和催化剂上实施能源的统一操作,作为其范式的一部分。到目前为止,这种统一的操作被认为是该理论中的“免费”资源。但是,这只是一个不必要过程的理想化。在这里,我们包括一个额外的辅助控制系统,该系统可以通过打开或关闭交互来自主实现统一。”但是,由于统一的实施,控制系统将不可避免地会降低。我们得出了控制装置质量的条件,因此热力学定律不会通过使用良好的量子时钟来改变并证明量子力学定律允许反应足够小,从而可以满足这些条件。我们将非理想的控制纳入资源框架也会引起有趣的前景,在考虑理想化的控制时,这是不存在的。除其他外,第三定律的出现而无需假设光锥。我们的结果和框架将自动量热机器的自动量量子资源理论统一,并为所有量子加工设备与完全自主机统一的所有量子处理设备奠定了基础。