信息理论等式的实验验证

主要面向非平衡动力学中的信息热力学等式的实验研究。在热力学中，非平衡动力学过程是普遍存在的动力学时间演化过程。非平衡动力学过程极其复杂，其功能关系通常只能通过不等式来表达。但是，Jarzynski在 1997 年提出了第一个简单普适的等式关系，将非平衡过程中的物理量与平衡自由能相联系。随后，牛津大学的 Vedral 将相关研究推广至更为普适的情况，得到了两次测量之间互信息变化的普适信息理论等式。这个等式更适合在量子层次上研究热力学过程，而且在初态为吉布斯态时自动约化为 Jarzynski 等式关系。基于离子阱实验系统中单个超冷离子，首次在单自旋水平上精确验证了非平衡动力学过程中的量子信息热力学等式以及Jarzynski 等式。发表文章[Phys. Rev. Lett.120, 010601 (2018)]。数据量3MB。

搜集汇总

背景与挑战

背景概述

该数据集通过离子阱实验系统，在单个超冷离子水平上首次精确验证了非平衡动力学过程中的量子信息热力学等式，包括Jarzynski等式及其推广形式。研究涉及信息理论等式的实验验证，数据量约为2.18MB，包含66个文件，相关成果已发表在物理学期刊上。