中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、荣星等人在量子热力学领域取得重要进展。研究组基于固态单自旋量子体系，对量子系统中的最大可提取功开展了系统实验研究，实验表明通过提升量子系统的相干，可以有效提升量子态中的最大可提取功。该成果以“Experimental investigation of coherent ergotropy in a single spin system”为题发表在《物理评论快报》上。美国物理学会Physics期刊为该工作刊发了由德国斯图加特大学Eric Lutz教授撰写的专文评述“Quantum Coherence Boosts Quantum Work”。
在热力学研究中，理解一个系统能够被提取出多少功，具有十分基础且重要的意义。为针对量子系统中研究这个问题，理论研究者们提出了量子系统在循环幺正演化下的最大可提取功这一物理量，并于近期指出量子相干对于最大可提取功的重要作用。然而，实验上尚缺乏对这两个重要物理量关系的检验和展示，主要原因是如何有效测量最大可提取功非常具有挑战性。
本工作中，研究组为避免使用复杂的量子态层析技术，发展了利用辅助比特测量最大可提取功的方法，并基于金刚石氮-空位(Nitrogen-Vacancy，NV）色心体系，展示了对最大可提取功的高效精确测量，成功分离出了相干和非相干的部分。实验结果通过检测一系列量子态的相干最大可提取功，表明相干最大可提取功随着量子相干增加而增加。
图：(a)各类功提取操作前后量子态的能量和量子相干；(b)相干最大可提取功与量子相干的关系。
这项工作不仅展示了量子相干在功提取过程中的作用，还揭示了量子信息理论与量子热力学之间的深刻联系，为未来进一步研究量子系统的特性在热力学模型中的作用打下基础。该研究为未来量子器件的优化与发展提供了理论与实验基础，尤其是在提升量子设备的功容量方面有着重要的意义。
中国科学院微观磁共振重点实验室博士研究生牛智博为该文第一作者，荣星教授为通讯作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委、中国科学院、安徽省和合肥市的资助。
论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.180401
Physics专文评述链接：https://physics.aps.org/articles/v17/154
（中国科学院微观磁共振重点实验室、物理学院、中国科学院量子信息和量子科技创新研究院、科研部）
广东省科学院生态环境与土壤研究所研究员刘芳华团队在电能微生物和水铁矿促进产氢机制方面取得新进展。近日，相关成果先 科技日报北京12月19日电 （记者马爱平）19日，记者从中国农业科学院茶叶研究所获悉，该所茶叶质量与风险评估创新团队首创了 12月18日23时59分，甘肃省临夏回族自治州积石山保安族东乡族撒拉族自治县发生6.2级地震，震源深度10公里。截至19日16时50分 2023年12月28日，陕西省审计厅在官网发布《2023年第9号审计结果公告》，其中西安工业大学2020年度预算执行及其他财务收支 据江苏省扬州市职业大学网站消息，扬州市职业大学教学督导室2023年12月28日发布《2023-2024学年第一学期教师及学生座谈 关于公布2023年度山东省优秀青年科学基金项目（海外）拟立项项目的通知 各有关单位： 2023年度山东省优秀青年科学基金项目（ 。本文链接：中国科大实验揭示量子相干与量子功的关系http://www.sushuapos.com/show-11-13410-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。