論文の概要: Optimal Control Methods for Quantum Batteries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.04028v1
- Date: Sat, 8 Oct 2022 13:50:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 05:45:03.122539
- Title: Optimal Control Methods for Quantum Batteries
- Title(参考訳): 量子電池の最適制御法
- Authors: Francesco Mazzoncini, Vasco Cavina, Gian Marcello Andolina, Paolo
Andrea Erdman, Vittorio Giovannetti
- Abstract要約: 数種類の量子電池の最適充電過程について検討する。
電池に蓄えられたエネルギーを外部磁場の有限時間変調で最大化する方法について検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.3999481573773072
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the optimal charging processes for several models of quantum
batteries, finding how to maximize the energy stored in a given battery with a
finite-time modulation of a set of external fields. We approach the problem
using advanced tools of optimal control theory, highlighting the universality
of some features of the optimal solutions, for instance the emergence of the
well-known Bang-Bang behavior of the time-dependent external fields. The
technique presented here is general, and we apply it to specific cases in which
the energy is both pumped into the battery by external forces (direct charging)
or transferred into it from an external charger (mediated charging). In this
article we focus on particular systems that consist of coupled qubits and
harmonic oscillators, for which the optimal charging problem can be explicitly
solved using a combined analytical-numerical approach based on our optimal
control techniques. However, our approach can be applied to more complex
setups, thus fostering the study of many-body effects in the charging process.
- Abstract(参考訳): いくつかの量子電池の最適充電過程について検討し, 外部磁場の有限時間変調により, 与えられた電池に蓄積されるエネルギーを最大化する方法について検討した。
最適制御理論の高度なツールを用いてこの問題にアプローチし、時間依存外部場のよく知られたバンバン挙動の出現など、最適解のいくつかの特徴の普遍性を強調した。
この技術は一般的に,外部の力(直接充電)によってエネルギーが電池に汲み上げられたり,外部の充電器(経由充電)からエネルギーが供給されたりする特定のケースに応用される。
本稿では, 量子ビットと高調波発振器からなる特定の系に着目し, 最適帯電問題は, 最適制御法に基づく解析・数値的手法を組み合わせることで, 明示的に解くことができる。
しかし,本手法はより複雑な設定に適用でき,充電過程における多体効果の研究が促進される。
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