論文の概要: Anomalous discharging of quantum batteries: the ergotropic Mpemba effect
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.13259v1
- Date: Tue, 17 Dec 2024 19:00:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-19 13:24:11.247425
- Title: Anomalous discharging of quantum batteries: the ergotropic Mpemba effect
- Title（参考訳）: 量子電池の異常放電--エルゴトロピックMpemba効果
- Authors: Ivan Medina, Oisín Culhane, Felix C. Binder, Gabriel T. Landi, John Goold,
- Abstract要約: 量子バッテリの文脈で、Mpemba効果の新たなシグネチャが見つかる。
具体的には、単一ボソニックモードで符号化された量子電池を、ユニタリガウス演算を用いて充電する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Anomalous thermal relaxation is ubiquitous in non equilibrium statistical mechanics. An emblematic example of this is the Mpemba effect, where an initially ``hot'' system cools faster than an initially ``cooler'' one. This effect has recently been studied in a variety of different classical and quantum settings. In this letter, we find a novel signature of the Mpemba effect in the context of quantum batteries. We identify situations where batteries in higher charge states can discharge faster than less charged states. Specifically, we consider a quantum battery encoded in a single bosonic mode that is charged using unitary Gaussian operations. We show that the ergotropy, used here as a dynamical indicator of the energy stored in the battery, can be recast as a phase space relative entropy between the system's state and the unitarily connected passive state, at each time. Our formalism allows us to compute the ergotropy analytically under dissipative dynamics and allows us to understand the conditions which give rise to a Mpemba effect. We also find situations where two batteries charged to the same value using different operations can discharge at different rates.
- Abstract（参考訳）: 異常な熱緩和は非平衡統計力学においてユビキタスである。
この象徴的な例は Mpemba 効果であり、最初の ``hot'' システムは最初の ``cooler'' よりも早く冷却される。
この効果は、最近様々な古典的および量子的設定で研究されている。
このレターでは、量子電池の文脈で、Mpemba効果の新たなシグネチャが見つかる。
我々は、より高い電荷状態の電池がより少ない電荷状態よりも速く放電できる状況を特定する。
具体的には、単一ボソニックモードで符号化された量子電池を、ユニタリガウス演算を用いて充電する。
ここでは,電池に蓄えられたエネルギーの動的指標として用いられるエルゴトロピーが,システム状態と単体接続された受動状態との間の位相空間相対エントロピーとして,各時間に再キャスト可能であることを示す。
我々の形式主義は、放散動力学の下で解析的にエルゴトロピーを計算し、ムペンバ効果をもたらす条件を理解することを可能にする。
また、異なる操作で同じ値に充電された2つの電池が、異なるレートで放電できる状況も見出します。
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