論文の概要: Positive and non-positive measurements in energy extraction from quantum batteries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.18745v2
• Date: Sun, 13 Apr 2025 16:42:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-16 22:12:44.676270
• Title: Positive and non-positive measurements in energy extraction from quantum batteries
• Title（参考訳）: 量子電池からのエネルギー抽出における正および非正の測定
• Authors: Paranjoy Chaki, Aparajita Bhattacharyya, Kornikar Sen, Ujjwal Sen,
• Abstract要約: 我々は、量子電池からのエネルギー抽出の概念を、正の演算子値(POV)と物理的に実現可能な非正の演算子値測定(NPOVM)の両方が、ノイズのある電池に接続された補助的な電池に適用されるシナリオに拡張する。 補助音に対して両タイプのPOVMとNPOVMを実行することで,最大準可除エネルギーの表現を見つけ,後者が適用雑音に依存しないことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: We extend the concept of stochastic energy extraction from quantum batteries to the scenario where both positive operator-valued (POV) and physically realizable non-positive operator-valued measurements (NPOVMs) are applied on the auxiliary connected to the battery in presence of noise. The process involves joint evolution of the battery and the auxiliary, an interaction of the auxiliary with its environment which induces noise in the auxiliary, and performing a POVM or NPOVM on the auxiliary, and finally the selection of a particular measurement outcome. Application of POVM on the auxiliary can be realized by attaching an external system to the auxiliary, which is initially in a product state with the rest of the system, and performing a joint projective measurement on the auxiliary and external. On the other hand, NPOVMs can be performed in two ways: if there are interactions leading to correlations among the auxiliary and environment, then performing a projective measurement on the auxiliary environment system can be interpreted as a physically realizable NPOVM on the auxiliary. Moreover, if there exists interaction among auxiliary, environment and external initially then the global measurement on the auxiliary, environment and external is also effectively an NPOVM on the auxiliary. We find the expressions of the maximum stochastically extractable energy by performing POVMs and NPOVMs of both types on the auxiliary and show that the latter does not depend on the applied noise. Focusing on a particular model of a battery, auxiliary, environment, and external, all being qubits, we show that stochastically extractable energy by POVMs is less than or equal to the same by type-1 NPOVM under various noise models. We additionally consider the case when a limited set of measurement operators is allowed and compare the accessible energy using these restricted set of POVM and NPOVM of type-1.
• Abstract（参考訳）: 我々は、量子電池からの確率的エネルギー抽出の概念を、正の演算子値(POV)と物理的に実現可能な非正の演算子値測定(NPOVM)の両方を、ノイズのある電池に接続された補助的な電池に応用するシナリオにまで拡張する。 このプロセスは、電池と補助装置の共同進化、補助装置のノイズを誘導する補助装置と環境との相互作用、補助装置上でのPOVMまたはNPOVMの実行、そして最終的に特定の測定結果の選択を含む。 補助システムへのPOVMの適用は、当初、システムの他の部分と製品状態にある補助システムに外部システムを取り付けて、補助および外部の合同投影計測を行うことで実現できる。 一方、NPOVMは、補助環境と環境の相関に繋がる相互作用がある場合、補助環境系の射影測定を補助環境の物理的実現可能なNPOVMとして解釈することができる。 さらに, 補助, 環境, 外部の相互作用が初期に存在する場合, 補助, 環境, 外部のグローバル測定は, 補助のNPOVMとしても有効である。 補助音に対して両タイプのPOVMとNPOVMを実行することにより,最大確率的に抽出可能なエネルギーの表現を見つけ,後者が適用雑音に依存しないことを示す。 電池の特定のモデル, 補助的, 環境, 外的モデルに焦点を合わせると, POVM による確率的に抽出可能なエネルギーは, 様々なノイズモデルの下でのタイプ1 NPOVM と同等以下であることを示す。 また、この制限されたPOVMとタイプ1のNPOVMを用いて、限られた測定演算子の集合を許容し、アクセス可能なエネルギーを比較する場合についても考察する。

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