Termodinámica a baja temperatura con coherencia cuántica

Las operaciones térmicas son un modelo operacional de la termodinámica cuántica fuera de equilibrio. En ausencia de coherencia entre los niveles de energía, las condiciones exactas de transición de estado bajo operaciones térmicas se conocen en términos de una relación matemática llamada termo-mayorización. Sin embargo, incorporar coherencia ha resultado ser un desafío, incluso bajo el modelo relativamente tratable en el cual se incluyen todos los canales cuánticos que preservan el estado de Gibbs. Aquí encontramos una generalización matemática de las operaciones térmicas a bajas temperaturas, 'mapas de enfriamiento', para los cuales derivamos la condición necesaria y suficiente de transición de estado. Los mapas de enfriamiento que saturan límites recientemente descubiertos sobre la transferencia de coherencia son realizables como operaciones térmicas, motivándonos a conjeturar que todos los mapas de enfriamiento son operaciones térmicas. Los mapas de enfriamiento, aunque son una generalización menos conservadora de las operaciones térmicas, son más tratables que las operaciones que preservan el estado de Gibbs, sugiriendo que modelos similares a los mapas de enfriamiento a temperaturas generales podrían ser útiles para obtener información sobre operaciones térmicas.