論文の概要: Quantum battery supercharging via counter-diabatic dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.15274v2
- Date: Fri, 6 Sep 2024 14:03:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-09 18:20:31.124315
- Title: Quantum battery supercharging via counter-diabatic dynamics
- Title（参考訳）: 反断熱力学による量子バッテリスーパーチャージ
- Authors: L. F. C. de Moraes, Alan C. Duriez, A. Saguia, Alan C. Santos, Marcelo S. Sarandy,
- Abstract要約: 超チャージ可能な量子電池に対するハミルトンの導出に対する反断熱的アプローチを導入する。
QBスーパーチャージは多部接続の$O(n)$項で実現できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a counter-diabatic approach for deriving Hamiltonians modeling superchargable quantum batteries (QBs). A necessary requirement for the supercharging process is the existence of multipartite interactions among the cells of the battery. Remarkably, this condition may be insufficient no matter the number of multipartite terms in the Hamiltonian. We analytically illustrate this kind of insufficiency through a model of QB based on the adiabatic version for the Grover search problem. On the other hand, we provide QB supercharging with just a mild number of global connections in the system. To this aim, we consider a spin-$1/2$ chain with $n$ sites in the presence of Ising multipartite interactions. We then show that, by considering the validity of the adiabatic approximation and by adding $n$ terms of $(n-1)$-site interactions, we can achieve a Hamiltonian exhibiting maximum QB power, with respect to a normalized evolution time, growing quadratically with $n$. Therefore, supercharging can be achieved by $O(n)$ terms of multipartite connections. The time constraint required by the adiabatic approximation can be surpassed by considering a counter-diabatic expansion in terms of the gauge potential for the original Hamiltonian, with a limited $O(n)$ many-body interaction terms assured via a Floquet approach for the counter-diabatic implementation.
- Abstract（参考訳）: スーパーチャージ可能な量子電池(QBs)をモデル化するハミルトン多様体を導出するための反断熱的手法を提案する。
スーパーチャージプロセスに必要な要件は、電池のセル間でのマルチパーティライト相互作用の存在である。
顕著なことに、この条件はハミルトニアンにおける多部項の数によらず不十分である。
本稿では,Grover 探索問題に対する断熱バージョンに基づくQBモデルを用いて,このような不整合を解析的に説明する。
一方、QBスーパーチャージでは、システム内のグローバルな接続がわずかに少ないだけである。
この目的のために、Ising多部相互作用の存在下で$n$のサイトを持つスピン-$1/2$連鎖を考える。
次に、アディバティック近似の妥当性を考慮し、$(n-1)$-site 相互作用の$n$ 項を加えることで、正規化された進化時間に関して最大 QB パワーを示すハミルトニアンは、$n$ で二次的に成長することを示す。
したがって、スーパーチャージは多部接続の$O(n)$項によって達成される。
アディバティック近似で要求される時間制約は、元ハミルトニアンのゲージポテンシャルの観点から反ディバティック展開を考慮し、反ディバティック実装のためにフロケットアプローチによって保証される限定$O(n)$多体相互作用項を考慮すれば超えることができる。
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