論文の概要: Analytically solvable many-body Rosen-Zener quantum battery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06741v1
• Date: Thu, 13 Jul 2023 13:30:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-14 14:39:34.791889
• Title: Analytically solvable many-body Rosen-Zener quantum battery
• Title（参考訳）: 解析可溶多体ローゼンツェナー量子電池
• Authors: Wei-Xi Guo, Fang-Mei Yang, Fu-Quan Dou
• Abstract要約: 量子バッテリシステムの解析解を取得し、フル充電を実現する方法は、量子バッテリの重要な要素である。 ここでは、原子間相互作用と外部駆動場を含む2レベルシステムで、Rosen-Zener量子電池について検討する。
• 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: Quantum batteries are energy storage devices that satisfy quantum mechanical principles. How to obtain analytical solutions for quantum battery systems and achieve a full charging is a crucial element of the quantum battery. Here, we investigate the Rosen-Zener quantum battery with $N$ two-level systems, which includes atomic interactions and external driving field. The analytical solutions of the stored energy, changing power, energy quantum fluctuations, and von Neumann entropy are derived by employing the gauge transformation. We demonstrate that full charging process can be achieved when the external driving field strength and scanning period conforms to a quantitative relationship. The local maximum value of the final stored energy corresponds to the local minimum values of the final energy fluctuations and von Neumann entropy. Moreover, we find that the atomic interaction induces the quantum phase transition and the maximum stored energy of the quantum battery reaches the maximum value near the quantum phase transition point. Our result provides an insightful theoretical scheme to realize the efficient quantum battery.
• Abstract（参考訳）: 量子電池は、量子力学的原理を満たすエネルギー貯蔵装置である。 量子バッテリシステムの分析解を得る方法とフル充電を達成する方法は、量子バッテリの重要な要素である。 ここでは、原子間相互作用と外部駆動場を含む2レベルシステムでRosen-Zener量子電池について検討する。 保存エネルギー、変化力、エネルギー量子揺らぎ、およびフォン・ノイマンエントロピーの解析解はゲージ変換を用いて導出される。 外部駆動場強度と走査期間が定量的な関係に合致すると,全充電プロセスが達成できることを実証する。 最終貯蔵エネルギーの局所的最大値は、最終エネルギー変動の局所的最小値とフォン・ノイマンエントロピーに対応する。 さらに、原子間相互作用が量子相転移を誘導し、量子電池の最大蓄積エネルギーが量子相転移点付近の最大値に達することを発見した。 この結果は、効率的な量子電池を実現するための洞察に富んだ理論スキームを提供する。

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