論文の概要: Hyperbolic enhancement of a quantum battery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.11662v1
• Date: Sun, 19 May 2024 20:13:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-21 14:53:04.979641
• Title: Hyperbolic enhancement of a quantum battery
• Title（参考訳）: 量子バッテリの双曲的増強
• Authors: C. A. Downing, M. S. Ukhtary,
• Abstract要約: 量子バッテリモデルを提案することによって、エネルギー損失の問題を回避する方法を示す。 すなわち、短時間の時間パルスで電池を二次的に充電すると、蓄えられたエネルギーの双曲的増強が引き起こされる。 駆動が十分に強い場合、エルゴトロピーである量子電池から抽出できる有用な作業は、保存されたエネルギーと全く同じであることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A quantum system which can store energy, and from which one can extract useful work, is known as a quantum battery. Such a device raises interesting issues surrounding how quantum physics can provide certain advantages in the charging, energy storage or discharging of the quantum battery as compared to their classical equivalents. However, the pernicious effect of dissipation degrades the performance of any realistic battery. Here we show how one can circumvent this problem of energy loss by proposing a quantum battery model which benefits from quantum squeezing. Namely, charging the battery quadratically with a short temporal pulse induces a hyperbolic enhancement in the stored energy, such that the dissipation present becomes essentially negligible in comparison. Furthermore, we show that when the driving is strong enough the useful work which can be extracted from the quantum battery, that is the ergotropy, is exactly equal to the stored energy. These impressive properties imply a highly efficient quantum energetic device with abundant amounts of ergotropy. Our theoretical results suggest a possible route to realizing high-performance quantum batteries, which could be realized in a variety of platforms exploiting quantum continuous variables.
• Abstract（参考訳）: エネルギーを蓄えることができ、そこから有用な仕事を抽出できる量子系は、量子電池として知られている。 このようなデバイスは、量子物理学が量子バッテリーの充電、エネルギー貯蔵、放電において、古典的な等価性と比較して、どのような利点をもたらすかという興味深い問題を提起する。 しかし、消散による悪影響は、現実的な電池の性能を低下させる。 ここでは、量子スクイーズ(quantum squeezing)の恩恵を受ける量子バッテリモデルを提案することにより、このエネルギー損失の問題を回避する方法を示す。 すなわち、短時間の時間パルスで電池を2次に充電すると、蓄えられたエネルギーの双曲的増強が誘導され、消散状態は本質的に無視される。 さらに、駆動が十分に強い場合、エルゴトロピーである量子電池から抽出できる有用な作業は、保存されたエネルギーと全く同じであることを示す。 これらの印象的な性質は、大量のエルゴトロピーを持つ高効率な量子エネルギーデバイスを暗示している。 理論的には, 量子連続変数を利用した多種多様なプラットフォームで実現可能な, 高性能な量子電池の実現への道筋が示唆された。

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