論文の概要: Universal and complete extraction for energy-invariant catalysis in quantum batteries versus no uncorrelated state-invariant catalysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.14153v1
- Date: Sat, 21 Sep 2024 14:09:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-07 03:22:11.993515
- Title: Universal and complete extraction for energy-invariant catalysis in quantum batteries versus no uncorrelated state-invariant catalysis
- Title（参考訳）: 量子電池におけるエネルギー不変触媒と非相関状態不変触媒の普遍的および完全抽出
- Authors: Paranjoy Chaki, Aparajita Bhattacharyya, Ujjwal Sen,
- Abstract要約: 量子電池からのエネルギー抽出における触媒の役割について検討する。
触媒の基本的なクラスは、エネルギー-および状態-不変触媒である。
相関状態不変触媒に対する対応するno-go結果を求める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the role of catalysts in energy extraction from quantum batteries. Two basic classes of catalysts are proposed in this regard, viz., energy- and state-invariant catalysts. Moreover, we separately consider cases when the catalysts are or are not correlated with the battery, in the final output. For energy extraction, we restrict to unitaries which jointly act on the battery and the catalyst. Total extraction via energy-invariant catalysis: We demonstrate that in presence of an energy-invariant catalyst, having the same dimension as the battery, all stored energy of the battery can always be extracted, transforming the battery into its ground state, when an appropriate joint unitary and catalyst state are employed. Additionally, we offer a necessary and sufficient condition of passivity for energy extraction from quantum batteries, considering arbitrary but fixed state of energy-invariant catalysts. Focusing on state-invariant catalysts, we first prove a no-go theorem, viz. there are no uncorrelated state-invariant catalysts that can provide more extraction of energy than ergotropy, and this is valid for an arbitrary-dimensional battery. Does there exist a corresponding no-go result for correlated state-invariant catalysts? Yes, we have found its existence for single-qubit batteries.
- Abstract（参考訳）: 量子電池からのエネルギー抽出における触媒の役割について検討する。
この点において, 触媒の基本クラスとして, エネルギー・状態不変触媒の2種類が提案されている。
さらに, 最終出力において, 触媒が電池と相関しない場合についても, 別々に検討する。
エネルギー抽出には、電池と触媒を併用するユニタリに制限する。
エネルギー不変触媒による全抽出: 電池と同じ寸法のエネルギー不変触媒が存在する場合, 電池のすべての貯蔵エネルギーを常に抽出し, 適切な結合ユニタリおよび触媒状態を用いる場合, 電池を基底状態に変換する。
さらに、エネルギー不変触媒の任意の状態を考慮して、量子電池からのエネルギー抽出に必要かつ十分な通過性条件を提供する。
状態不変触媒はエルゴトロピーよりもエネルギーを抽出できる非相関な状態不変触媒はなく、これは任意の次元の電池に有効である。
相関状態不変触媒に対して、対応するno-go結果が存在するか?
そう、シングルキュービットバッテリーの存在がわかりました。
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