非平衡体系-热库纠缠定理与热输运

doi:10.7503/cjcu20210317

高等学校化学学报 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (7): 2155.doi: 10.7503/cjcu20210317

非平衡体系-热库纠缠定理与热输运

杜鹏理，陈子昊，苏禹，王尧，徐瑞雪，严以京

中国科学技术大学, 合肥微尺度物质科学国家研究中心, 化学物理系, 量子信息与量子科技前沿协同创新中心, 能源材料化学协同创新中心, 合肥 230026

收稿日期:2021-05-07 出版日期:2021-07-10 发布日期:2021-06-15
作者简介:严以京, 男, 博士, 教授, 主要从事声子、电子和自旋热库中的开放体系量子力学研究. E-mail: yanyj@ustc.edu.cn
基金资助:
国家重点研发计划项目(2017TFA0204904);国家自然科学基金(21633006)

Nonequilibrium System-Bath Entanglement Theorem Versus Heat Transport

DU Pengli, CHEN Zihao, SU Yu, WANG Yao(), XU Ruixue, YAN Yijing()

Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale，Department of Chemical Physics，Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics，Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials（iChEM），University of Science and Technology of China，Hefei 230026，China

Received:2021-05-07 Online:2021-07-10 Published:2021-06-15
Contact: WANG Yao E-mail:wy2010@ustc.edu.cn;yanyj@ustc.edu.cn
Supported by:
the National Key Research and Development Program of China(2017YFA0204904);the National Natural Science Foundation of China(21633006)

摘要/Abstract

摘要：

将最近建立的体系-热库纠缠定理(SBET)扩展到非平衡的情形. 其中, 任意体系与处于不同温度的多个高斯型热库环境相耦合. 现有的SBET将体系-热库的纠缠响应函数与体系的局域响应函数联系起来, 而扩展的理论则关注通过分子结的非平衡稳态量子输运流. 新理论是基于广义Langevin方程建立的, 它与量子情形下的非平衡热力学密切相关.

关键词: 体系-热库纠缠定理, 广义Langevin方程, 非平衡Green函数, 量子输运

Abstract:

In this work， we extend the recently established system-bath entanglement theorem（SBET） to the nonequilibrium scenario， in which an arbitrary system couples to multiple Gaussian bath environments at different temperatures. The existing SBET connects the entangled system-bath response functions to those of local systems， while the extended theory is concerned with the nonequilibrium steady-state quantum transport current through molecular junctions. The new theory is established on the basis of the generalized Langevin equation， with a close relation to nonequilibrium thermodynamics in the quantum regime.

Key words: System-bath entanglement theorem, Generalized Langevin equation, Nonequilibrium Green’s function, Quantum transport

中图分类号:

O641

TrendMD:

杜鹏理, 陈子昊, 苏禹, 王尧, 徐瑞雪, 严以京. 非平衡体系-热库纠缠定理与热输运. 高等学校化学学报, 2021, 42(7): 2155.

DU Pengli, CHEN Zihao, SU Yu, WANG Yao, XU Ruixue, YAN Yijing. Nonequilibrium System-Bath Entanglement Theorem Versus Heat Transport. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(7): 2155.

图/表 1

Table 1 Direct versus indirect approach to the heat current JL, as expressed in Eq.(27)

$T R / T L$	0.5	1	1.5	2.0
Direct approach	0.01484	0	-0.008757	-0.01435
Indirect approach	0.01487	0	-0.008773	-0.01435

Table 1 Direct versus indirect approach to the heat current JL, as expressed in Eq.(27)

$T R / T L$	0.5	1	1.5	2.0
Direct approach	0.01484	0	-0.008757	-0.01435
Indirect approach	0.01487	0	-0.008773	-0.01435

参考文献 23

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