論文の概要: Off-resonant Dicke Quantum Battery: Charging by Virtual Photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.13624v1
• Date: Mon, 27 Feb 2023 09:47:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-28 16:16:15.668431
• Title: Off-resonant Dicke Quantum Battery: Charging by Virtual Photons
• Title（参考訳）: オフ共鳴ディッケ量子電池:仮想光子による充電
• Authors: Giulia Gemme, Gian Marcello Andolina, Francesco Maria Dimitri Pellegrino, Maura Sassetti, Dario Ferraro
• Abstract要約: 共振器内に閉じ込められた光子が、その中に埋め込まれた2段階の系に対してはるかに高エネルギーである分散系におけるディック量子電池について検討する。 このような非共鳴条件下では、空の空洞でさえ物質-放射結合の適切な変調によって量子電池の充電につながる。
• 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 investigate a Dicke quantum battery in the dispersive regime, where the photons trapped into a resonant cavity are way more energetic with respect to the two-level systems embedded into it. Under such off-resonant conditions, even an empty cavity can lead to the charging of the quantum battery through a proper modulation of the matter-radiation coupling. This counterintuitive behaviour has its roots in the effective interaction between two-level systems mediated by virtual photons emerging from the fluctuations of the quantum electromagnetic field. In order to properly characterize it, we address relevant figures of merit such as the stored energy, the time required to reach the maximum charging, and the averaged charging power. Moreover, the possibility of efficiently extracting energy in various ranges of parameters is discussed. The scaling of stored energy and power as a function of the number $N$ of two-level systems and for different values of the matter-radiation coupling is also discussed showing, in the strong coupling regime, performances in line with what reported for the Dicke quantum battery in the resonant regime.
• Abstract（参考訳）: 共振キャビティに閉じ込められた光子が、その内部に埋め込まれた2段階の系に対してよりエネルギー的である分散状態におけるディッケ量子電池について検討する。 このような非共鳴条件下では、空の空洞でさえ物質-放射結合の適切な変調によって量子電池の充電につながる。 この反直感的振る舞いは、量子電磁場のゆらぎから生じる仮想光子によって媒介される2レベルのシステム間の効果的な相互作用に根ざしている。 適切な特徴付けを行うため,蓄積エネルギー,最大充電に要する時間,充電電力の平均値などの有意な特徴について考察する。 さらに,様々なパラメータで効率的にエネルギーを抽出できる可能性についても論じる。 また, 2レベル系の数 n$ の関数と物質-放射結合の異なる値の関数としての蓄電エネルギーと電力のスケーリングについても, 強い結合状態において, 共振状態におけるディッケ量子電池の観測値と一致した性能を示す。

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