論文の概要: Beneficial and detrimental entanglement for quantum battery charging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.07841v3
- Date: Wed, 24 Jan 2024 13:59:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-25 18:05:18.475622
- Title: Beneficial and detrimental entanglement for quantum battery charging
- Title（参考訳）: 量子電池充電のための有益かつ有害な絡み合い
- Authors: Ju-Yeon Gyhm and Uwe R. Fischer
- Abstract要約: 充電プロトコルの初期状態と最終状態の間に高い絡み合った量子状態を用いることによる潜在的な利点を評価する。
電池充電の量子状態の利点は、与えられた量子速度限界とバッテリエネルギーギャップに対して得られる電力として定義されるもので、絡み合いモノトンではないことを示す。
- 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 establish a general implementation-independent approach to assess the
potential advantage of using highly entangled quantum states between the
initial and final states of the charging protocol to enhance the maximum
charging power of quantum batteries. It is shown that the impact of
entanglement on power can be separated from both the global quantum speed limit
associated to an optimal choice of driving Hamiltonian and the energy gap of
the batteries. We then demonstrate that the quantum state advantage of battery
charging, defined as the power obtainable for given quantum speed limit and
battery energy gap, is not an entanglement monotone. A striking example we
provide is that, counterintuitively, independent thermalization of the local
batteries, completely destroying any entanglement, can lead to larger charging
power than that of the initial maximally entangled state. Highly entangled
states can thus also be potentially disadvantageous when compared to product
states. We also demonstrate that taking the considerable effort of producing
highly entangled states, such as W or $k$-locally entangled states, is not
sufficient to obtain quantum-enhanced scaling behavior with the number of
battery cells. Finally, we perform an explicit computation for a
Sachdev-Ye-Kitaev battery charger to demonstrate that the quantum state
advantage allows the instantaneous power to exceed its classical bound.
- Abstract（参考訳）: 充電プロトコルの初期状態と最終状態の間に高い絡み合った量子状態を用いることで、量子電池の最大充電能力を高めることの潜在的な利点を評価するための一般的な実装に依存しないアプローチを確立する。
エンタングルメントの電力への影響は、ハミルトニアン駆動の最適選択に関連する大域的な量子速度限界と電池のエネルギーギャップの両方から分離できることが示されている。
次に、所与の量子速度限界と電池エネルギーギャップで得られる電力として定義される電池充電の量子状態の利点は、絡み合いモノトンではないことを実証する。
特筆すべき例は、局所電池の独立な熱化が、あらゆる絡み合いを完全に破壊し、初期最大絡み状態よりも大きな帯電力をもたらすことである。
したがって、高い絡み合った状態は、積状態と比較して潜在的に不利である。
また,w や $k$ の局所的絡み合い状態などの高い絡み合い状態の生成に相当な労力を掛けて,バッテリセル数で量子エンハンスドスケーリング動作を得るには不十分であることを実証した。
最後に、Sachdev-Ye-Kitaevバッテリ充電器の明示的な計算を行い、量子状態の利点により、瞬時電力がその古典的境界を超えることを実証する。
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