論文の概要: Entanglement and energy transportation in the central-spin quantum battery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.07513v1
• Date: Tue, 11 Feb 2025 12:32:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-12 14:07:24.435447
• Title: Entanglement and energy transportation in the central-spin quantum battery
• Title（参考訳）: 中心スピン量子電池の絡み合いとエネルギー輸送
• Authors: Fan Liu, Hui-Yu Yang, Shuai-Li Wang, Jun-Zhong Wang, Kun Zhang, Xiao-Hui Wang,
• Abstract要約: 量子電池は、エネルギーを輸送し保存する量子力学の原理を利用する。 電池セルとして機能するN_b$スピンと充電セルとして機能するN_c$スピンからなる中心スピン型量子電池のエネルギー輸送について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.879580501607691
• License:
• Abstract: Quantum battery exploits the principle of quantum mechanics to transport and store energy. We study the energy transportation of the central-spin quantum battery, which is composed of $N_b$ spins serving as the battery cells, and surrounded by $N_c$ spins serving as the charger cells. We apply the invariant subspace method to solve the dynamics of the central-spin battery with a large number of spins. We establish a universal inverse relationship between the battery capacity and the battery-charger entanglement, which persists in any size of the battery and charger cells. Moreover, we find that when $N_b=N_c$, the central-spin battery has the optimal energy transportation, corresponding to the minimal battery-charger entanglement. Surprisingly, the central-spin battery has a uniform energy transportation behaviors in certain battery-charger scales. Our results reveal a nonmonotonic relationship between the battery-charger size and the energy transportation efficiency, which may provide more insights on designing other types of quantum batteries.
• Abstract（参考訳）: 量子電池は、エネルギーを輸送し保存する量子力学の原理を利用する。 電池セルとして機能するN_b$スピンと充電セルとして機能するN_c$スピンからなる中心スピン型量子電池のエネルギー輸送について検討した。 スピン数が多い中心スピン電池のダイナミクスを解くために不変部分空間法を適用した。 我々は,電池容量と充電器の絡み合いの共通的逆関係を確立し,電池と充電器のどのサイズでも持続する。 さらに、N_b=N_c$の場合、中心スピン電池は、最小限の電池充電器の絡み合わせに応じて最適なエネルギー輸送を行う。 驚いたことに、中央スピンバッテリーは、特定のバッテリー充電器スケールで均一なエネルギー輸送挙動を持つ。 以上の結果から,電池充電器サイズとエネルギー輸送効率との間には非単調な関係があることが判明した。

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