論文の概要: Quantum corrections to the entropy in a driven quantum Brownian motion
model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.02153v3
- Date: Fri, 26 Mar 2021 12:26:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-07 02:13:35.102177
- Title: Quantum corrections to the entropy in a driven quantum Brownian motion
model
- Title（参考訳）: 量子ブラウン運動モデルにおけるエントロピーの量子補正
- Authors: Tian Qiu and H. T. Quan
- Abstract要約: 量子ブラウン運動中の粒子のフォン・ノイマンエントロピーを研究する。
我々の結果は、オープン量子系におけるエントロピーの理解に重要な洞察をもたらす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.28438857884398
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum Brownian motion model is a typical model in the study of
nonequilibrium quantum thermodynamics. Entropy is one of the most fundamental
physical concepts in thermodynamics. In this work, by solving the quantum
Langevin equation, we study the von Neumann entropy of a particle undergoing
quantum Brownian motion. In both the strong and the weak coupling regimes, we
obtain the analytical expression of the time evolution of the Wigner function
in terms of the initial Wigner function. The result is applied to the
thermodynamic equilibrium initial state, which reproduces its classical
counterpart in the high-temperature limit. Based on these results, for those
initial states having well-defined classical counterparts, we obtain the
explicit expression of the quantum corrections to the entropy of the system.
Moreover, under the Markovian approximation, we obtain the expression of the
quantum corrections to the total entropy production rate ${e_{\rm p}}$ and the
heat dissipation rate ${h_{\rm d}}$. Our results bring important insights to
the understanding of entropy in open quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 量子ブラウン運動モデルは非平衡量子熱力学の研究における典型的なモデルである。
エントロピーは熱力学における最も基本的な物理概念の1つである。
本研究では、量子ランゲヴィン方程式を解くことにより、量子ブラウン運動を受ける粒子のフォン・ノイマンエントロピーを研究する。
強結合状態と弱結合状態の両方において、初期ウィグナー関数の観点からウィグナー関数の時間発展の解析的表現を得る。
結果は熱力学的平衡初期状態に適用され、高温の限界で古典的な状態が再現される。
これらの結果に基づき、よく定義された古典的条件を持つ初期状態に対して、システムのエントロピーに対する量子補正の明示的な表現を得る。
さらに、マルコフ近似の下で、全エントロピー生成率 ${e_{\rm p}}$ と放熱率 ${h_{\rm d}}$ に対する量子補正の式を得る。
我々の結果は、オープン量子系におけるエントロピーの理解に重要な洞察をもたらす。
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