L’un des principes fondamentaux de la thermodynamique quantique est la quantification de l’énergie. Cela signifie que l’énergie ne peut exister qu’en quantités spécifiques et discrètes, plutôt que de prendre des valeurs continues. L'énergie d'un système quantique peut être décrite à l'aide du concept d'états quantiques et de niveaux d'énergie.
La température, en thermodynamique quantique, est liée à l'énergie moyenne des composants d'un système quantique. Cependant, les fluctuations quantiques peuvent donner lieu à des écarts par rapport à ce comportement moyen.
L'entropie en thermodynamique quantique comprend des contributions provenant de sources classiques et quantiques. Il caractérise le désordre ou l'incertitude dans un système quantique et est lié à ses états quantiques et aux processus microscopiques sous-jacents.
La thermodynamique quantique fournit des informations qui ne sont pas accessibles par la thermodynamique classique. Par exemple, cela peut aider à prédire le comportement de dispositifs à l’échelle nanométrique, à comprendre les transitions de phase dans les systèmes quantiques et à contribuer à l’étude du traitement de l’information quantique et des ordinateurs quantiques. Il a des applications dans divers domaines, notamment la physique de la matière condensée, la science des matériaux, l’ingénierie quantique et les technologies émergentes.
En combinant les principes de la mécanique quantique et de la thermodynamique, la thermodynamique quantique nous permet d'explorer et de comprendre le comportement de la matière à l'échelle quantique, élargissant ainsi notre perspective sur les lois fondamentales régissant l'univers.
