論文の概要: Floquet driven long-range interactions induce super-extensive scaling in quantum batteries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.00921v2
- Date: Thu, 24 Apr 2025 16:38:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-26 01:33:38.453992
- Title: Floquet driven long-range interactions induce super-extensive scaling in quantum batteries
- Title（参考訳）: フロッケ駆動の長距離相互作用は量子電池の超高密度スケーリングを誘導する
- Authors: Stavya Puri, Tanoy Kanti Konar, Leela Ganesh Chandra Lakkaraju, Aditi Sen De,
- Abstract要約: フロッケ駆動に伴う長距離(LR)相互作用は、量子電池の性能を向上させることができる。
本研究では, 瞬時電力の低限界である最大平均電力が, システムサイズで超過大なスケーリングを実現することを実証する。
- 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: Achieving quantum advantage in energy storage and power extraction is a primary objective in the design of quantum-based batteries. We explore how long-range (LR) interactions in conjunction with Floquet driving can improve the performance of quantum batteries, particularly when the battery is initialized in a fully polarized state. In particular, we analytically prove that the upper bound of the instantaneous power obtained through this system-charger duo scales quadratically with moderate system-size. By optimizing the driving frequency, we demonstrate that the maximum average power which is a lower bound of the instantaneous power can achieve the super-extensive scaling with system-size, thereby providing genuine quantum advantage. Further, we illustrate that the inclusion of either two-body or many-body interaction terms in the LR charging Hamiltonian leads to a scaling benefit. We also discover that a super-linear scaling in power results from increasing the strength of interaction compared to the transverse magnetic field and the range of interaction with low fall-off rate, highlighting the advantageous role of long-range interactions in optimizing quantum battery charging.
- Abstract（参考訳）: エネルギー貯蔵と電力抽出における量子的優位性を達成することは、量子ベースの電池の設計において主要な目的である。
本研究では,フロッケ駆動による長距離(LR)相互作用が量子電池の性能,特に電池が完全偏極状態に初期化される場合,いかに向上するかを考察する。
特に,このシステムチャージャーデュオによって得られる瞬時パワーの上界が,中程度のシステムサイズで2次的にスケールできることを解析的に証明する。
駆動周波数を最適化することにより、瞬時電力の低限界である最大平均電力がシステムサイズで超過大なスケーリングを達成できることを示し、真の量子優位性を提供する。
さらに、LRチャージハミルトニアンにおける2体または多体相互作用項の内包がスケーリングの恩恵をもたらすことを示す。
また、電力の超線形スケーリングは、逆磁場と低降下速度との相互作用範囲との相互作用の強さを増大させ、量子バッテリ充電の最適化における長距離相互作用の有利な役割を浮き彫りにする。
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