摘要。我们开发了一种机器学习算法来推断控制多体系统序参量演化的随机方程。我们训练我们的神经网络来独立学习作用于序参量的定向力以及有效扩散噪声。我们使用具有 Glauber 动力学的经典 Ising 模型和接触过程作为测试案例来说明我们的方法。对于代表典型平衡和非平衡场景的两种模型,可以有效地推断出定向力和噪声。Ising 模型的定向力项使我们能够重建序参量的有效势,该序参量在临界温度以下形成特征性的双阱形状。尽管它具有真正的非平衡性质,但这种有效势也可以用于接触过程,并且其形状表示相变到吸收状态。此外,与平衡 Ising 模型相反,吸收状态的存在使噪声项依赖于序参量本身的值。
摘要。伊辛模型及其描述的物理系统在生成用于量子计量和量子信息的纠缠态方面发挥着核心作用。特别是,超冷原子气体、捕获离子系统和里德堡原子实现了长程伊辛模型,即使在没有横向场的情况下,也会产生高度非经典动力学和长程量子关联。在本文的第一部分,我们提出了一个详细的理论框架,用于研究此类系统在时间 t = 0 时进入任意非纠缠非平衡态的动力学,从而大大扩展和统一了 Foss-Feig 等人 (2013 Phys. Rev. A 87 042101) 的工作。具体来说,我们推导出闭时间路径有序关联函数的精确表达式,并利用这些表达式研究实验相关的可观测量,例如布洛赫矢量和自旋压缩动力学。在第二部分中,这些相关函数随后用于推导存在
我们研究 CFT 和黑洞中纠缠的结构和动力学。我们使用局部纠缠度量,即纠缠轮廓,它是冯·诺依曼熵的空间密度函数,具有一些附加属性。纠缠轮廓可以在许多 1 + 1d 凝聚态系统和黑洞蒸发的简单模型中计算。我们计算了由分裂淬灭激发的状态的纠缠轮廓,并找到了 2d CFT 中低能非平衡态纠缠轮廓的通用结果。我们还计算了与极值 AdS 2 黑洞耦合的非重力浴的轮廓,并发现由于岛相变,轮廓在浴内仅具有有限的支撑。我们使用的特定纠缠轮廓方案量化了通过与条件互信息的连接,从边缘重建浴状态的程度,而消失的轮廓则反映了对块岛区域免受边界状态擦除的保护。
能动性被定义为通过单一循环演化可以提取的最大功量。它在评估量子系统的工作能力方面起着至关重要的作用。最近,量子相干性在工作提取中的重要性已在理论上得到确认,表明相干性更高的量子态比失相态量子态具有更高的能动性。然而,相干能动性的实验研究仍然缺失。在这里,我们报告了对单自旋系统中相干能动性的实验研究。基于使用辅助量子比特测量能动性的方法,成功提取了非平衡态能动性的相干和非相干分量。通过改变状态的相干性,观察到了系统相干性增加引起的能动性的增加。我们的工作揭示了量子热力学和量子信息论之间的相互作用,未来的研究可以进一步探索其他量子属性在热力学协议中的作用。
Horowitz 等人使用图论方法提供了描述自主系统中信息传输的统一热力学方案。[9 ] Yamamoto 引入了图收缩法,证明了与信息流驱动相关的 Onsager 系数满足 Onsager 互易性。[10 ] 图论概念在学习纳米级能量、[11,12 ] 熵、涨落[13 ] 和信息的不可逆热力学方面取得了巨大成功。[14,15 ] Peusner 结合非平衡热力学、电路理论和图论,发展了网络热力学,以拓展其在生物系统中的适用性。 [ 16 – 22 ] 应用图论和网络热力学分析量子系统中的环通量、边通量和能量传输过程,可以指导热纳米器件的设计。一方面,许多研究关注不可逆热力学的自由能形式。Crooks 在微观可逆马尔可夫系统上进行了非平衡态自由能差异与功的测量。[ 23 , 24 ] Jarzynski 关系将两种状态之间的自由能差异与连接相同状态的一系列轨迹上的不可逆功联系起来,常用于计算经典系统和量子系统的平衡自由能。[ 25 – 28 ] Esposito 引入了非平衡系统自由能的概念来理解不可逆功