中國科學技術大學的研究人員在量子熱力學領域取得了顯著進展。他們基于固態單自旋量子體系，系統地研究了量子系統中的最大可提取功。實驗結果顯示，提升量子系統的相干性可以有效地提高量子態中的最大可提取功。
▲ 各類功提取操作示意圖
該研究由中科大中國科學院微觀磁共振重點實驗室的杜江峰、榮星等人領導。他們發展了一種新的方法，利用輔助比特來測量最大可提取功，從而避免了復雜的量子態層析技術。這一方法在金剛石氮-空位色心體系上得到了驗證，展示了對最大可提取功的高效且精確的測量能力。
實驗過程中，研究團隊成功分離了相干和非相干的部分，并通過檢測一系列量子態的相干最大可提取功，發現相干最大可提取功與量子相干之間呈正比關系。這一發現不僅揭示了量子相干在功提取過程中的重要作用，還深化了我們對量子信息理論與量子熱力學之間聯系的理解。
此項研究成果已經在《物理評論快報》上以“Experimental investigation of coherent ergotropy in a single spin system”為題發表。該論文的發表引起了國際學術界的廣泛關注，德國斯圖加特大學的Eric Lutz教授還專門為此撰寫了評述文章。
▲ 相干最大可提取功與量子相干關系圖
該研究也為未來量子器件的優化與發展提供了重要的理論與實驗基礎，特別是在提升量子設備的功容量方面具有潛在的應用價值。這一突破性的研究成果標志著我國在量子熱力學領域的研究又邁出了堅實的一步。
