論文の概要: Measurement Induced Synthesis of Coherent Quantum Batteries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.08876v1
• Date: Wed, 16 Nov 2022 12:33:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 09:35:13.450498
• Title: Measurement Induced Synthesis of Coherent Quantum Batteries
• Title（参考訳）: コヒーレント量子電池の測定法による合成
• Authors: Mariia Gumberidze, Michal Kol\'a\v{r}, and Radim Filip
• Abstract要約: 本研究では,環境から得られる部分量子コヒーレンスを1つのコヒーレントシステムに組み込んだ,$N$独立二段階系(TLS)の条件合成を提案する。 この測定プロセスは、個々のTLSのコヒーレントエネルギーを1つの大きなコヒーレント量子電池に合成するマックスウェルのデーモンとして作用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Quantum coherence represented by a superposition of energy eigenstates is, together with energy, an important resource for quantum technology and thermodynamics. Energy and quantum coherence however, can be complementary. The increase of energy can reduce quantum coherence and vice versa. Recently, it was realized that steady-state quantum coherence could be autonomously harnessed from a cold environment. We propose a conditional synthesis of $N$ independent two-level systems (TLS) with partial quantum coherence obtained from an environment to one coherent system using a measurement able to increase both energy and coherence simultaneously. The measurement process acts here as a Maxwell demon synthesizing the coherent energy of individual TLS to one large coherent quantum battery. The measurement process described by POVM elements is diagonal in energy representation and, therefore, it does not project on states with quantum coherence at all. We discuss various strategies and their efficiency to reach large coherent energy of the battery. After numerical optimization and proof-of-principle tests, it opens way to feasible repeat-until-success synthesis of coherent quantum batteries from steady-state autonomous coherence.
• Abstract（参考訳）: エネルギー固有状態の重ね合わせで表される量子コヒーレンスは、エネルギーとともに、量子技術や熱力学の重要な資源である。 しかし、エネルギーと量子コヒーレンスは相補的である。 エネルギーの増加は量子コヒーレンスを低減し、逆もまた可能である。 近年,定常量子コヒーレンスが寒冷環境から自律的に活用できることが判明した。 本研究では,環境から得られた部分量子コヒーレンスを,エネルギーとコヒーレンスの両方を同時に増加させることができる測定値を用いて,N$独立二段階系(TLS)の条件付き合成を提案する。 この測定プロセスは、個々のTLSのコヒーレントエネルギーを1つの大きなコヒーレント量子電池に合成するマックスウェルのデーモンとして作用する。 POVM 要素によって記述される測定過程はエネルギー表現において対角的であるため、量子コヒーレンスを持つ状態には射影しない。 電池のコヒーレントエネルギーに達するための様々な戦略と効率について論じる。 数値最適化と原理実証テストの後、定常自律コヒーレンスからコヒーレント量子電池の繰り返しアンティルサクセス合成を可能にする方法を開く。

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