論文の概要: Optimal energy storage in the Tavis-Cummings quantum battery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.13444v2
- Date: Mon, 8 Jan 2024 17:19:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-09 21:45:26.674298
- Title: Optimal energy storage in the Tavis-Cummings quantum battery
- Title(参考訳): Tavis-Cummings量子電池の最適エネルギー貯蔵
- Authors: Hui-Yu Yang, Hai-Long Shi, Qing-Kun Wan, Kun Zhang, Xiao-Hui Wang, and
Wen-Li Yang
- Abstract要約: Tavis-Cummings(TC)モデルは、量子電池の自然な物理的実現として機能する。
本研究では,TC電池の量子力学を効果的に表現するための不変部分空間法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.061126692312946
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Tavis-Cummings (TC) model, which serves as a natural physical realization
of a quantum battery, comprises $N_b$ atoms as battery cells that collectively
interact with a shared photon field, functioning as the charger, initially
containing $n_0$ photons. In this study, we introduce the invariant subspace
method to effectively represent the quantum dynamics of the TC battery. Our
findings indicate that in the limiting case of $n_0\!\gg\! N_b$ or $N_b\!\gg\!
n_0$, a distinct SU(2) symmetry emerges in the dynamics, thereby ensuring the
realization of optimal energy storage. We also establish a negative
relationship between the battery-charger entanglement and the energy storage
capacity. As a result, we demonstrate that the asymptotically optimal energy
storage can be achieved in the scenario where $N_b\!=\!n_0\!\gg\! 1$. Our
approach not only enhances our comprehension of the algebraic structure
inherent in the TC model but also contributes to the broader theoretical
framework of quantum batteries. Furthermore, it provides crucial insights into
the relation between energy transfer and quantum correlations.
- Abstract(参考訳): 量子電池の自然な物理実現として機能するTavis-Cummings(TC)モデルは、電池セルとしてN_b$原子を含み、共有光子フィールドと一括して相互作用し、最初は$n_0$光子を含むチャージャーとして機能する。
本研究では,TC電池の量子力学を効果的に表現するための不変部分空間法を提案する。
以上の結果から,$n_0\!
やれ!
n_b$ または $n_b\!
n_0$, 特異なsu(2)対称性が力学に現れ、最適なエネルギー貯蔵の実現が保証される。
また,バッテリ・チャージャーの絡み合いとエネルギー貯蔵容量の負の関係も確立した。
その結果,この漸近的最適エネルギー貯蔵は,$N_b\!のシナリオで達成できることが実証された。
=\!
n_0\!
やれ!
1$.
我々のアプローチは、TCモデルに固有の代数構造に対する理解を深めるだけでなく、量子電池のより広範な理論的枠組みにも貢献する。
さらに、エネルギー移動と量子相関の関係に関する重要な洞察を提供する。
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