論文の概要: Local ergotropy and its fluctuations across a dissipative quantum phase transition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.02655v2
- Date: Tue, 6 Aug 2024 18:31:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-08 12:15:09.194432
- Title: Local ergotropy and its fluctuations across a dissipative quantum phase transition
- Title（参考訳）: 散逸性量子相転移における局所エルゴトロピーとそのゆらぎ
- Authors: G. Di Bello, D. Farina, D. Jansen, C. A. Perroni, V. Cataudella, G. De Filippis,
- Abstract要約: 局所エルゴトロピーに着目した2ビットオープンなRabiモデルについて検討する。
2ビットシステムの充電、保存、放電のためのプロトコルを定義する。
本研究では, 相転移がエルゴトロピーに及ぼす影響について検討し, 潜在マーカーの同定を行った。
- 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 investigate a two-qubit open Rabi model, focusing on local ergotropy - the maximum extractable work by acting solely on the two qubits - within a parameter regime where a Berezinskii-Kosterlitz-Thouless dissipative phase transition occurs. First, we aim to define a protocol for charging, storing, and discharging the two-qubit system, interpreted as the working principle of an open quantum battery. Second, we examine the impact of the phase transition on ergotropy and identify potential markers. To achieve these goals, we construct an ad-hoc charging unitary operator, leveraging our knowledge of the ground state near the transition to bring it into a decoherence-free state during storage. Using advanced numerical techniques based on matrix product state representation, we reveal that high couplings to an external bath approximately double the local ergotropy immediately post-charging. Over time we observe oscillatory behaviors in ergotropy and its fluctuations, which undergo significant changes near the transition, signaling its occurrence. Furthermore, we optimize local ergotropy over time using a physically inspired ansatz, enabling continuous work extraction (local ergotropy never reaches zero). Our work proposes a tunable, experimentally realizable protocol for work extraction, leveraging decoherence-free states and phase transitions. Additionally, it sheds light on the complex interaction between ergotropy and quantum phase transitions.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 局所エルゴトロピーに着目した2量子開Rabiモデルについて, ベレジンスキー-コステリッツ-Thou無散逸相転移が起こるパラメータ系内で検討する。
まず、オープンな量子電池の動作原理として解釈された2量子ビットシステムの充電、保存、放電のためのプロトコルを定義することを目的とする。
第二に, 相転移がエルゴトロピーに及ぼす影響について検討し, 潜在的なマーカーを同定する。
これらの目的を達成するために、我々は、遷移に近い基底状態の知識を活用してアドホック帯電ユニタリ演算子を構築し、記憶中にデコヒーレンスのない状態にする。
行列生成物の状態表現に基づく高度な数値計算手法を用いて,外浴への高結合は,充電直後の局所エルゴトロピーの約2倍であることを明らかにした。
時間とともに、エルゴトロピーとその変動の振動挙動を観察し、遷移の近くで大きな変化を経験し、その発生を示唆する。
さらに、局所エルゴトロピーを物理的にインスパイアされたアンザッツを用いて時間とともに最適化し、連続的な作業抽出を可能にする(局所エルゴトロピーはゼロには達しない)。
本研究は, 脱コヒーレンスのない状態と相転移を利用した, 作業抽出のための可変かつ実験的に実現可能なプロトコルを提案する。
さらに、エルゴトロピーと量子相転移の間の複雑な相互作用に光を当てる。
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