Using thermodynamics to identify quantum subsystems
Using thermodynamics to identify quantum subsystems
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使用热力学识别量子子系统
DOI：
10.1080/09500340.2017.1295108
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发表时间：
2017
影响因子：
1.3
通讯作者：
Stokes A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stokes A
有许多方法可以将复合量子系统的希尔伯特空间H分解为张量积子空间。不同的子系统分解通常意味着不同的相互作用哈密顿量V，因此子系统观测值的期望值不同。这意味着物理预言的唯一性不能得到保证，尽管全哈密顿量H和全希尔伯特空间是唯一的。在这里，我们使用克劳修斯版本的热力学第二定律（CSL）和标准的热力学量的标识，以确定可能的子系统分解。结果表明，当总哈密顿量与子系统相关相互作用哈密顿量可交换（即[H，V]=0）时，与CSL的结果一致.不施加这种约束可能会导致热量从较冷的子系统传递到较热的子系统，这与热力学相冲突。我们还调查了CSL的地位，相对于非标准定义的热力学量和量子子系统。
There are many ways to decompose the Hilbert space H of a composite quantum system into tensor product subspaces. Different subsystem decompositions generally imply different interaction Hamiltonians V, and therefore different expectation values for subsystem observables. This means that thE uniqueness of physical predictions is not guaranteed, despite the uniqueness of the total Hamiltonian H and the total Hilbert space. Here we use Clausius' version of the second law of thermodynamics (CSL) and standard identifications of thermodynamic quantities to identify possible subsystem decompositions. It is shown that agreement with the CSL is obtained, whenever the total Hamiltonian and the subsystem-dependent interaction Hamiltonian commute (i.e. [H,V]=0). Not imposing this constraint can result in the transfer of heat from a cooler to a hotter subsystem, in conflict with thermodynamics. We also investigate the status of the CSL with respect to non- standard definitions of thermodynamic quantities and quantum subsystems.
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通讯作者：
V. Gates;.. M. L. Ludwig-M.-L.-Ludwig-2273875465;J. A. Hartsuck;T. A. Steitz;H. Muirhead;J. C. Coppola;G. N. Reeke
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--
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T. Thirunamachandran
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期刊：
影响因子：
--
作者：
A. Kurcz;A. Capolupo;Almut Beige;E. Giudice;G. Vitiello
通讯作者：
G. Vitiello