論文の概要: Quantum speed-up in collisional battery charging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.01863v2
- Date: Tue, 24 Aug 2021 05:48:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 13:24:17.859960
- Title: Quantum speed-up in collisional battery charging
- Title（参考訳）: 衝突型電池充電における量子スピードアップ
- Authors: Stella Seah, Mart\'i Perarnau-Llobet, G\'eraldine Haack, Nicolas
Brunner, Stefan Nimmrichter
- Abstract要約: 同一の非平衡量子ビット単位による量子電池の充電に関する衝突モデルを提案する。
我々は,コヒーレントプロトコルが任意の非コヒーレント戦略よりも高い充電能力が得られることを示す。
- 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 present a collision model for the charging of a quantum battery by
identical nonequilibrium qubit units. When the units are prepared in a mixture
of energy eigenstates, the energy gain in the battery can be described by a
classical random walk, where both average energy and variance grow linearly
with time. Conversely, when the qubits contain quantum coherence, interference
effects buildup in the battery and lead to a faster spreading of the energy
distribution, reminiscent of a quantum random walk. This can be exploited for
faster and more efficient charging of a battery initialized in the ground
state. Specifically, we show that coherent protocols can yield higher charging
power than any possible incoherent strategy, demonstrating a quantum speed-up
at the level of a single battery. Finally, we characterize the amount of
extractable work from the battery through the notion of ergotropy.
- Abstract（参考訳）: 同一の非平衡量子ビット単位による量子電池の充電に関する衝突モデルを提案する。
単位がエネルギー固有状態の混合で作成されると、電池のエネルギーゲインは古典的なランダムウォークによって説明され、平均エネルギーと分散は時間とともに線形に成長する。
逆に、量子コヒーレンスを含む量子ビットでは、バッテリに干渉効果が蓄積され、量子ランダムウォークを思い起こさせるようなエネルギー分布がより速く広がる。
これは、地上で初期化されたバッテリーの高速で効率的な充電に利用できる。
具体的には、コヒーレントプロトコルは、任意の非コヒーレント戦略よりも高い充電パワーが得られることを示し、単一のバッテリのレベルで量子スピードアップを実証する。
最後に, エルゴトロピーの概念を用いて, 電池から抽出可能な作業量を特徴付ける。
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