量子熱力学の中核原則の1つは、エネルギーの量子化です。これは、エネルギーが連続値をとるのではなく、特定の個別の量でのみ存在できることを意味します。量子システムのエネルギーは、量子状態とエネルギーレベルの概念を使用して説明できます。
量子熱力学の温度は、量子システムのコンポーネントの平均エネルギーに関連しています。ただし、量子変動は、この平均的な動作から逸脱を引き起こす可能性があります。
量子熱力学のエントロピーには、古典源と量子源の両方からの貢献が含まれます。量子システムの障害または不確実性を特徴付け、その量子状態と基礎となる微視的プロセスにリンクされています。
量子熱力学は、古典的な熱力学を通じてアクセスできない洞察を提供します。たとえば、ナノスケールデバイスの動作を予測し、量子システムの位相遷移を理解し、量子情報処理と量子コンピューターの研究に貢献するのに役立ちます。凝縮物質物理学、材料科学、量子工学、新興技術など、さまざまな分野にアプリケーションがあります。
量子力学と熱力学の原理を組み合わせることにより、量子熱力学により、量子スケールで物質の行動を探求して理解し、宇宙を支配する基本法則に関する視点を広げます。
