論文の概要: Quantum Charging Advantage from Multipartite Entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.02667v1
- Date: Tue, 04 Mar 2025 14:35:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-05 18:50:39.608423
- Title: Quantum Charging Advantage from Multipartite Entanglement
- Title（参考訳）: マルチパートエンタングルメントによる量子帯電効果
- Authors: Hai-Long Shi, Li Gan, Kun Zhang, Xiao-Hui Wang, Wen-Li Yang,
- Abstract要約: 我々は、全電荷スキームの充電速度の普遍的境界を予想し、最大絡み込み深さで決定する。
真の量子帯電の利点を、絡み合う充電率と最大到達可能な非帯電率との比として定義することにより、帯電率が真の量子帯電の堅牢な指標となることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.788479094149444
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Collective quantum batteries (QBs) demonstrate remarkable acceleration in charging dynamics compared to their individual counterparts, underscoring the pivotal contribution of quantum correlations to advanced energy storage paradigms. A fundamental challenge lies in identifying QBs that exhibit genuine quantum advantages derived from multipartite entanglement. In this Letter, based on numerical and analytical evidence, we conjecture a universal bound on the charging rate for fully charging schemes, which is determined by the maximum entanglement depth arising during the charging dynamics. Here, the charging rate quantifies the intrinsic evolution speed of the charging process, appropriately normalized against the quantum speed limit (QSL). We analytically validate this conjecture in three distinct scenarios: (i) fully charging schemes saturating the QSL, (ii) fully parallel charging schemes, and (iii) the SU(2) fully charging schemes. Moreover, we establish a novel lower bound for entanglement depth detection, facilitating numerical verification of our proposed conjecture. By defining the genuine quantum charging advantage as the ratio between entanglement-enhanced charging rates and the maximum achievable non-entangling charging rate, we demonstrate that the charging rate constitutes a robust indicator of genuine quantum advantages.
- Abstract（参考訳）: 集合量子電池(QB)は、個々の電池と比較して、充電力学において顕著な加速を示し、高度なエネルギー貯蔵パラダイムへの量子相関の重要な寄与を強調している。
根本的な課題は、マルチパーティの絡み合いに由来する真の量子的優位性を示すQBを特定することである。
このレターでは、数値的および解析的な証拠に基づき、電荷力学のときに生じる最大絡み合い深さによって決定される完全電荷スキームの充電速度の普遍的境界を予想する。
ここで、充電速度は、充電プロセスの固有の進化速度を定量化し、量子速度限界(QSL)に対して適切に正規化される。
我々はこの予想を3つの異なるシナリオで解析的に検証する。
i)QSLを飽和させる完全充電方式
(二)完全並列充電方式及び
(三)SU(2)の完全充電方式
さらに,提案した予測の数値検証を容易にするために,絡み込み深度検出のための新しい下界を確立する。
真の量子帯電の利点を、絡み合う充電率と最大到達可能な非帯電率との比として定義することにより、帯電率が真の量子帯電の堅牢な指標となることを示す。
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