L’équipe définit l’équilibre thermique et les opérations macroscopiques à partir de grandeurs comme l’énergie ou l’aimantation. Elle introduit une entropie quantique compatible avec l’entropie thermodynamique dans ce cadre, y compris pour certains états quantiques purs.
Les auteurs en déduisent deux formulations du deuxième principe, dont la non-diminution de l’entropie sous les conditions étudiées. Il s’agit d’une démonstration mathématique, sans nouveau dispositif expérimental annoncé.
RIKEN précise une limite : la preuve concerne des opérations dont la durée ne croît pas avec la taille du système. Son extension à des opérations plus longues nécessite d’autres conditions ; le résultat ne constitue pas une preuve sans hypothèses de toutes les situations physiques.