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摘要：研究小组通过对位于硅空位中心的电子自旋量子比特进行迭代量子反馈控制，并利用由此产生的量子信息“流”，在实验上实现了降低热力学熵的“麦克斯韦妖”，验证了包括量子信息流在内的热力学基本定律，并阐明了反馈控制的因果结构对热力学的影响。

关键词：量子信息“流”、麦克斯韦妖、量子控制、热力学熵、量子热机

要点

(a) 本研究中使用的实验系统的示意图。对硅空位中心的电子自旋量子比特反复进行光学测量，并对结果进行快速处理和反馈；

(b) 仅基于最新测量的马尔可夫反馈协议；

(c) 仍利用过去测量历史的非马尔可夫反馈协议。

研究小组通过对位于硅空位中心的电子自旋量子比特进行状态测量，并根据测量结果反复进行反馈操作，成功通过实验实现了利用量子信息“流”来减少热力学熵的“麦克斯韦妖”。此外，通过实验评估量子信息流和热力学熵，研究小组成功验证了描述两者关系的热力学基本定律。

在本次实验中，研究小组还通过实验评估了使用非马尔可夫反馈（不仅基于最新测量结果，还基于之前测量结果的历史数据进行控制）与仅基于最新测量结果的马尔可夫反馈相比，可以获得多少热力学增益。

这些结果为在单一框架中捕捉量子信息和热力学的理论提供了基础，并有望帮助阐明量子控制的能量成本。

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利用量子信息流实现“麦克斯韦妖”——实现能效优良的量子控制