评估一个平衡系统中特定控制参数对系统的影响需要保证系统在该参数调控完之后处在平衡状态。当评估的时间小于系统弛豫的时间时，传统的调控弛豫方案就没法使用了。因而加速系统演化并保证系统参数调控完成之后达到平衡态是有限时间热力学中的重要基础问题，在药物评估、量子绝热计算等领域都有潜在的应用。
等温捷径是加速演化的一种策略，可以在有限时间内驱动系统沿着瞬时平衡态轨迹演化，迅速到达目标状态。在控制演化过程中，我们通过额外能量消耗来换取更短的控制时间。如何如何降低能量消耗实现最优控制是一个重要的问题。
中国工程物理研究院研究生院孙昌璞和董辉课题组联合北京计算科学研究中心，在热力学控制优化的理论研究方面取得进展。该理论工作证明了寻找能量消耗最小的优化控制方案等价于求解一个黎曼几何空间中的测地线，如上图所示。同时证明了该最小能量消耗平方正比于热力学空间的距离，同时反比于控制的时间。本研究为探究有限时间热力学过程的能量耗散问题提供了新的思路，对设计有限时间热力学循环等问题具有一定的指导意义。
该项成果发表于Phys. Rev. Lett.，并被列为编辑推荐(Editors’Suggestion)文章。
全文详见：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.230603