論文の概要: Non-equilibrium thermodynamics of the quantum Brownian motion: Anomalous non-equilibrium currents arising from complete positivity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.23322v1
• Date: Thu, 31 Jul 2025 08:04:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-01 17:19:09.307338
• Title: Non-equilibrium thermodynamics of the quantum Brownian motion: Anomalous non-equilibrium currents arising from complete positivity
• Title（参考訳）: 量子ブラウン運動の非平衡熱力学:完全陽性から生じる異常非平衡電流
• Authors: Simone Artini, Gabriele Lo Monaco, Alberto Imparato, Mauro Paternostro, Sandro Donadi,
• Abstract要約: 量子ブラウン運動の様々な定式化の非平衡熱力学挙動を厳密に解析する。 いくつかのCPTP拡張は熱力学的に議論の余地があることが判明した。 この結果は、オープン量子系における量子一貫性と熱力学平衡の基本的な緊張関係を浮き彫りにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We rigorously analyze the non-equilibrium thermodynamic behavior of various formulations of quantum Brownian motion (QBM) using the framework of stochastic thermodynamics. While the widely used Caldeira-Leggett master equation exhibits desirable thermodynamic features, such as the fulfilment of a detailed balance, it fails to ensure complete positivity. In contrast, several completely positive and trace-preserving (CPTP) extensions turn out to be thermodynamically controversial. We show that such extensions introduce anomalous phase-space structures that violate detailed balance at the steady state, leading to non-vanishing entropy production and effective non-equilibrium current of unclear physical origins. Our results highlight a fundamental tension between quantum consistency and thermodynamic equilibration in open quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 確率的熱力学の枠組みを用いて量子ブラウン運動(QBM)の様々な定式化の非平衡熱力学挙動を厳密に解析する。 広く用いられるカルデイラ・レゲットのマスター方程式は、詳細なバランスの充足のような望ましい熱力学的特徴を示すが、完全な正の正の度合いは得られない。 対照的に、CPTP拡張は熱力学的に議論の余地があることが判明した。 このような拡張は、定常状態において詳細なバランスに反する異常な位相空間構造を導入し、不確定な物理的起源の非消滅エントロピー生成と効果的な非平衡電流をもたらすことを示す。 この結果は、オープン量子系における量子一貫性と熱力学平衡の基本的な緊張関係を浮き彫りにする。

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