論文の概要: Ultrafast charging in a two-photon Dicke quantum battery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.09791v2
- Date: Wed, 9 Dec 2020 14:09:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-01 11:19:53.923861
- Title: Ultrafast charging in a two-photon Dicke quantum battery
- Title（参考訳）: 2光子ディッケ量子電池の超高速充電
- Authors: Alba Crescente, Matteo Carrega, Maura Sassetti, Dario Ferraro
- Abstract要約: 我々は、マイクロ波空洞に埋め込まれた量子ビットのような2つのレベルシステムの集合を、高出力の量子電池の実現に期待できる候補とみなす。
単光子結合と二光子結合の両方でディックモデルを解くことにより、後者の非伝統的な相互作用が系の力学を支配するパラメータの範囲を決定する。
弱い状態から超強い状態への結合を増大させることにより、充電過程が徐々に速くなっていることが示されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We consider a collection of two level systems, such as qubits, embedded into
a microwave cavity as a promising candidate for the realization of high power
quantum batteries. In this perspective, the possibility to design devices where
the conventional single-photon coupling is suppressed and the dominant
interaction is mediated by two-photon processes is investigated, opening the
way to an even further enhancement of the charging performance. By solving a
Dicke model with both single- and two-photon coupling we determine the range of
parameters where the latter unconventional interaction dominates the dynamics
of the system leading to better performances both in the charging times and
average charging power of the QB compared to the single-photon case. In
addition, the scaling of the maximum stored energy, fluctuations and charging
power with the finite number of qubits N is inspected. While the energy and
fluctuations scale linearly with N, the quadratic growth of the average power
leads to a relevant improvement of the charging performance of quantum
batteries based on this scheme with respect to the purely single-photon
coupling case. Moreover, it is shown that the charging process is progressively
faster by increasing the coupling from the weak to the ultra-strong regime.
- Abstract（参考訳）: 我々は、マイクロ波共振器に埋め込まれた量子ビットのような2段階のシステムの集合を、高出力量子電池の実現の有望な候補と考える。
この観点からは、従来の単光子結合が抑制され、二光子プロセスによって支配的な相互作用が媒介されるデバイスを設計する可能性を検討し、充電性能をさらに向上させる道を開く。
単光子カップリングと2光子カップリングの両方でディッケモデルを解くことにより、後者の非慣習相互作用がシステムのダイナミクスを支配するパラメータの範囲を決定し、qbの充電時間と平均充電電力の両方において、単一光子ケースと比較して優れた性能をもたらす。
また、最大記憶エネルギー、変動および充電電力の有限個の量子ビットNによるスケーリングを検査する。
エネルギーとゆらぎはNと線形にスケールするが、平均電力の二次的な成長は、純粋に単光子結合の場合に関して、このスキームに基づく量子電池の充電性能の関連性の向上につながる。
さらに, 弱い状態から超強状態への結合を増大させることにより, 充電過程が徐々に速くなることを示した。
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