量子热机利用量子物质作为工质来做功。因为工质的量子特点,量子热机会有一些新奇的性能。例如在一些情况下，量子热机可以超越经典热力学循环的做功极限，同样也可以超越经典卡诺循环的效率。量子热机提供了一个很好的模型体系来学习热力学和量子力学的关系。同时可以重点关注经典和量子热力学系统之间的不同，帮助明白热力学过程中的量子到经典的过渡问题。　　本文提出了几种热机模型。导出了相关热力学参数的表达式，进而分析其热力学性能并进行性能优化，最后得出一些结论。　　第一章主要介绍了量子热机的一些研究背景。　　第二章介绍了一些物理知识和相关计算方法。　　第三章提出了一个循环过程涉及一个特定的反馈的奥拓热机，并且理论分析了反馈的影响。用随机热力学来确定热机的性能特点，并且指出了其最大功率超越卡诺值的可能性。受反馈影响的最大功率下的效率的解析表达式可以回归到之前推导出的不含反馈的热机的情况。　　第四章分析了一个一般的量子热机模型，其一个循环包含两个绝热过程两个热传输过程，它的工质是由谐振子或者自旋系统构成。在研究的过程中用量子主方程体系来描述工质与热源接触的时候的热流。将局域平衡描述应用到工作在线性响应体系的热机循环中，并且导出效率和功率的表达式。通过分析单个循环的熵产率，定义有线性联系的热力学流和热力学力，通过最大化输出功，发现这样的热机满足强耦合条件，并且最大功率下的效率与被认为是线性响应体系下的上限的Curzon-Alhorn效率吻合。　　第五章主要是给出了本文的结论并且讨论了文中的不足之处。在最后给出了研究的方向。