42-EFT.WP.Heat.Decoherence v1.0 | 第1章 导读与范围

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第1章 导读与范围

I. 目标与边界

• 目标：建立从热噪声谱—系统–浴耦合—退相干通道—计量链/估计—工程缓解的统一口径，给出可复用的最小方程与执行流程。
• 边界：面向低/中温量子与相干器件（超导、半导体自旋、NV、光机、声学与2D谐振等）的热致退相干与传热耦合；不覆盖与热无关的纯辐射真空涨落及高能非热过程。
• P10-1（范围公设）：任一可测退相干率/频漂/谱特征，皆可由明确的系统–浴哈密顿量 H=H_S+H_B+H_{SB} 与环境谱密度 J(ω)、响应函数 χ(ω)、温度 T 的组合决定，统计口径由数据契约完全指定。

II. 核心问题与典型量纲

• 退相干指标：T_1, T_2, Γ_1=1/T_1, Γ_φ；品质因数 Q；相位噪声 S_{φφ}(ω) 与频噪 S_{ff}(ω)。
• 热噪声与FDT：经典极限 S_VV=4 k_B T R；量子涨落耗散定理 S_{xx}(ω)=2 coth(ħω/2k_B T) · Im χ_{xx}(ω)。
• 环境谱密度：J(ω)=η ω (ω/ω_c)^{s-1} e^{-ω/ω_c}（Ohmic/Sub/Super）；截止 ω_c、形状参数 η,s。
• 传热与尺度：扩散 ∂_t T=α ∇^2 T；非傅里叶 τ_q ∂_t q + q = -κ ∇T；界面热阻 R_K；自由程 l_mfp。
• 频率口径：统一 ω=2π f；PSD 单/双边口径在数据卡显式声明。
• S10-1（问题总式）：
  Γ(ω,T;θ) = ℱ[ J(ω;θ_env), χ(ω;θ_sys), n̄(ω,T), 𝒢(geom, κ, R_K), ... ]，
  其中 θ 汇集材料/几何/耦合/温度与边界条件，n̄ 为玻色占据。

III. 本卷结构与锚点导航

1. 结构：
   • 第2章 术语/符号/计量基线（单位/PSD/FDT 口径，S20-*）；
   • 第3章 热库与载流子（声子/电子/光子/磁振子，S30-*）；
   • 第4章 开放量子系统（Lindblad/Redfield/影响泛函，S40-*，I40-*）；
   • 第5章 波动—耗散与谱估计（FDT/Johnson/1/f/TLS，S50-*，I50-*）；
   • 第6章 传热与非平衡（Fourier/Cattaneo/BTE/Landauer，S60-*，I60-*）；
   • 第7章 平台化退相干通道（SC/半导体/自旋/光机/声学，S70-*）；
   • 第8章 相干工程（屏蔽/滤波/冷却/声子晶体，S80-*，I80-*）；
   • 第9章 计量链与估计（T1/T2/拉姆齐/回波/噪声测温，S90-*，I90-*）；
   • 第10章 鲁棒性与缓解（DD/QEC/反馈/热漂移，S100-*）；
   • 第11章 仿真栈与合成数据（Langevin/BTE/随机李乌维尔，S110-*，I110-*）；
   • 第12章 接口与实现绑定（S120-*，I12-*）；
   • 第13章 案例库（SC/NV/量子点/光机/声学/2D，S130-*）。
2. M10-1（阅读与复用指南）：按需选取平台→锁定口径与数据卡→第5章估计谱→第4/7章映射 Γ_1/Γ_φ→第8章给出工程改进→第9章形成置信域→第11章SBC校核。

IV. 跨卷关系（固定写法）

• 与《EFT.WP.Core.Metrology v1.0》：量纲/单位/不确定度与覆盖因子；与《EFT.WP.Core.Equations v1.1》：路径/测度与共用常量 c_ref；与配套白皮书《能量丝》：介质等效 n_eff、张力 T_fil 的环境项在本卷仅作热学/谱参数进入。
• 若出现传播/到达时（跨学科测量链复用），必须沿用二选一 T_arr 口径并在数据卡声明 convention/delta_form/gamma(ell)/d_ell。

V. 质量门（本章适用）

• Q1 口径一致：单/双边 PSD 与 ω/f 选择在全卷内保持一致，变更须版本化。
• Q2 单位/量纲：所有式子通过 check_dim；相位/频率/功率等单位栏完整。
• Q3 可辨识性：关键映射 J(ω)→{Γ_1,Γ_φ} 的 Fisher 条件数受控；若 cond(F)>κ_th，在数据卡中标注并回指第10章缓解策略。
• Q4 可追溯：η,s,ω_c,χ(ω) 的来源（测量/拟合/文献）在数据卡 references 中可追溯。

VI. 术语与符号最小表（本卷通用）

• 热学：T（K），β=1/(k_B T)，κ（W·m⁻¹·K⁻¹），α（m²·s⁻¹），R_K（K·m²·W⁻¹）。
• 谱学：S_xx(ω)（PSD），J(ω)（环境谱密度），χ(ω)（响应函数），ω_c，η,s。
• 退相干：T_1,T_2,Γ_1,Γ_φ,Q,n̄(ω,T)；通道标签 TLS/1f/Johnson/phonon/radiative。
• 常数：k_B, ħ, c_ref；必要时 c_med。

VII. 读者与适配对象

• 对象：量子器件研发/计量工程/材料与热管理设计团队。
• 产出物：最小方程与流程锚点（P/S/M/I）、数据卡/管线卡/误差预算卡模板、实现接口与复现包规范。