Asignación de energía local para dos reservorios térmicos cuánticos interactuantes

Resumen Comprender cómo asignar energía interna, calor y trabajo en sistemas cuánticos más allá del acoplamiento débil sigue siendo un problema central en la termodinámica cuántica, particularmente a medida que la diferencia entre definiciones en competencia se vuelve cada vez más relevante. Identificamos dos conjuntos comunes de definiciones para cantidades de la primera ley que se utilizan para describir la termodinámica de sistemas cuánticos acoplados a entornos térmicos. Ambos son conceptualmente no simétricos, tratando una parte de la bipartición (el ‘sistema’) de manera diferente de la otra (el ‘baño’). Analizamos estos en un contexto donde tales roles no son fácilmente asignados—dos grandes (pero finitos) conjuntos de osciladores armónicos térmicos interactuando entre sí. Además, los comparamos con un tercer conjunto de definiciones basado en un enfoque de sistema abierto local, conceptualmente simétrico (‘disipación mínima’) y discutimos sus diferencias cuantitativas y estructurales. En particular, observamos que los tres conjuntos de definiciones difieren sustancialmente incluso cuando los dos subsistemas están débilmente acoplados y muy desintonizados, y que el enfoque de disipación mínima presenta picos de trabajo distintos que aumentan con la fuerza de acoplamiento.