論文の概要: Topological Quantum Batteries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.03675v3
• Date: Tue, 13 Aug 2024 16:29:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-14 22:25:12.021075
• Title: Topological Quantum Batteries
• Title（参考訳）: トポロジカル量子電池
• Authors: Zhi-Guang Lu, Guoqing Tian, Xin-You Lü, Cheng Shang,
• Abstract要約: 本稿では、2レベルシステムとトポロジカル光導波路を結合する量子電池(QB)の革新的な設計を提案する。 我々はQBの熱力学性能を解析的に検討した。 本研究は, 構造型貯水池工学による量子電池の性能向上のための貴重なガイダンスを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3749861135832073
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose an innovative design for quantum batteries (QBs) that involves coupling two-level systems to a topological photonic waveguide. Employing the resolvent method, we analytically explore the thermodynamic performances of QBs. First, we demonstrate that in the long-time limit, only bound states significantly contribute to the stored energy of QBs. We observe that near-perfect energy transfer can occur in the topologically nontrivial phase. Moreover, the maximum stored energy exhibits singular behavior at the phase boundaries, where the number of bound states undergoes a transition. Second, when a quantum battery and a quantum charger are coupled at the same sublattice within a unit cell, the ergotropy becomes immune to dissipation at that location, facilitated by a dark state and a topologically robust dressed bound state. Third, we show that as dissipation intensifies along with the emergence of the quantum Zeno effect, the charging power of QBs experiences a temporary boost. Our findings offer valuable guidance for improving quantum battery performance through structured reservoir engineering.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、2レベルシステムとトポロジカル光導波路を結合する量子電池(QB)の革新的な設計を提案する。 分解剤法を用いてQBの熱力学特性を解析的に検討する。 まず,QBsの保存エネルギーに有界な状態のみが寄与することを示した。 我々は、位相的に非自明な位相において、ほぼ完全なエネルギー移動が起こることを観察した。 さらに、最大貯蔵エネルギーは相境界において特異な挙動を示し、そこでは境界状態の数が遷移する。 第二に、量子電池と量子充電器が単位セル内の同じ基板で結合されると、エルゴトロピーはその位置で消散に免疫となり、暗黒状態とトポロジカルに堅牢な着衣状態によって促進される。 第3に,量子ゼノ効果の出現とともに散逸が増大するにつれて,QBの充電能力は一時的に向上することを示した。 本研究は, 構造型貯水池工学による量子電池の性能向上のための貴重なガイダンスを提供する。

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