論文の概要: Stable and Efficient Charging of Superconducting C-shunt Flux Quantum Batteries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.07464v1
- Date: Thu, 10 Apr 2025 05:26:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-11 12:20:16.561623
- Title: Stable and Efficient Charging of Superconducting C-shunt Flux Quantum Batteries
- Title（参考訳）: 超電導Cシャントフラックス量子電池の安定かつ高効率充電
- Authors: Li Li, Si-Lu Zhao, Yun-Hao Shi, Bing-Jie Chen, Xinhui Ruan, Gui-Han Liang, Wei-Ping Yuan, Jia-Cheng Song, Cheng-Lin Deng, Yu Liu, Tian-Ming Li, Zheng-He Liu, Xue-Yi Guo, Xiaohui Song, Kai Xu, Heng Fan, Zhongcheng Xiang, Dongning Zheng,
- Abstract要約: 超伝導磁束量子ビットのユニークなエネルギー準位構造を利用して帯電過程を実験的に最適化する。
本研究は,3レベル量子電池の実現に向けた理想的な候補として,静電容量型量子ビットプラットフォームの可能性を強調した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.794243107761453
- License:
- Abstract: Quantum batteries, as miniature energy storage devices, have sparked significant research interest in recent years. However, achieving rapid and stable energy transfer in quantum batteries while obeying quantum speed limits remains a critical challenge. In this work, we experimentally optimize the charging process by leveraging the unique energy level structure of a superconducting capacitively-shunted flux qubit, using counterdiabatic pulses in the stimulated Raman adiabatic passage. Compared to previous studies, we impose two different norm constraints on the driving Hamiltonian, achieving optimal charging without exceeding the overall driving strength. Furthermore, we experimentally demonstrate a charging process that achieves the quantum speed limit. In addition, we introduce a dimensionless parameter $\mathcal{S}$ to unify charging speed and stability, offering a universal metric for performance optimization. In contrast to metrics such as charging power and thermodynamic efficiency, the $\mathcal{S}$ criterion quantitatively captures the stability of ergentropy while also considering the charging speed. Our results highlight the potential of the capacitively-shunted qubit platform as an ideal candidate for realizing three-level quantum batteries and deliver novel strategies for optimizing energy transfer protocols.
- Abstract（参考訳）: 小型エネルギー貯蔵装置としての量子電池は、近年大きな研究関心を集めている。
しかし、量子電池の高速かつ安定なエネルギー移動を達成する一方で、量子速度制限に従うことは重要な課題である。
本研究では,超伝導磁束量子ビットのユニークなエネルギー準位構造を利用して,ラマン断熱路における反断熱パルスを用いて帯電過程を実験的に最適化する。
従来の研究と比較して、運転ハミルトニアンに2つの異なるノルム制約を課し、全体の駆動強度を超えることなく最適な充電を達成する。
さらに、量子速度限界を達成する充電過程を実験的に実証する。
さらに、充電速度と安定性を統合するために、次元のないパラメータ $\mathcal{S}$ を導入し、性能最適化のための普遍的な指標を提供する。
チャージパワーや熱力学的効率などの指標とは対照的に、$\mathcal{S}$ criterionはチャージ速度も考慮しながらエルゲントロピーの安定性を定量的に捉えている。
本研究は,3レベル量子電池の実現とエネルギー伝達プロトコルの最適化のための新たな戦略を提供するための理想的な候補として,静電容量量子ビットプラットフォームの可能性を強調した。
関連論文リスト
- Performance of a Superconducting Quantum Battery [0.5937476291232802]
量子優位性を示す超伝導量子電池(SQB)モデルを導入する。
モデルについて述べ、量子優位性の証拠を提供し、その後、電池の製造プロセスについて議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-28T16:35:16Z) - Nonreciprocal Quantum Batteries [0.0]
充電過程における貯水池工学による非相反性の導入により, エネルギー蓄積が著しく増加した。
局所的な消散にもかかわらず、非相互アプローチはバッテリーエネルギーの4倍の増加を示す。
より広義の文脈では、非相互充電の概念は、センシング、エネルギー捕獲、ストレージ技術に重要な意味を持つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T11:50:03Z) - Fast adiabatic control of an optomechanical cavity [62.997667081978825]
移動鏡を2つ設置したオプトメカニカルキャビティの制御を行うため,アディバチティのショートカットを提示する。
空洞内の量子場にSTAを実装した効果的な軌跡を与える解析式を求める。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-09T15:32:28Z) - Enhancing the Coherence of Superconducting Quantum Bits with Electric
Fields [62.997667081978825]
印加された直流電界を用いて、クォービット共鳴から外れた欠陥を調整することにより、クビットコヒーレンスを向上させることができることを示す。
また、超伝導量子プロセッサにおいて局所ゲート電極をどのように実装し、個々の量子ビットの同時コヒーレンス最適化を実現するかについても論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-02T16:18:30Z) - First design of a superconducting qubit for the QUB-IT experiment [50.591267188664666]
QUB-ITプロジェクトの目標は、量子非破壊(QND)測定と絡み合った量子ビットを利用した、反復的な単一光子カウンタを実現することである。
本稿では,Qiskit-Metalを用いた共振器に結合したトランスモン量子ビットからなる第1の超伝導デバイスの設計とシミュレーションを行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-18T07:05:10Z) - A shortcut to adiabaticity in a cavity with a moving mirror [58.720142291102135]
量子場理論において、断熱に対するショートカットの実装方法について初めて述べる。
ショートカットは動的カシミール効果がないときに行われる。
量子場を動作系とするオットーサイクルの効率の基本的な限界を得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-01T20:40:57Z) - Optimal charging of a superconducting quantum battery [13.084212951440033]
超伝導量子ビットに基づく量子電池の実験的実現について報告する。
我々のモデルは、安定かつ強力な充電プロセスを達成するために、暗黒状態と明るい状態を探究する。
以上の結果から, 抽出可能なワークを保存し, さらなる利用を可能にする新しい超伝導回路の提案が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:53:07Z) - Highly efficient charging and discharging of three-level quantum
batteries through shortcuts to adiabaticity [0.0]
本研究では,3レベル対断熱刺激されたラマン断熱路量子電池の充電と放電のダイナミクスについて検討する。
この方式は3レベル量子電池の充電と放電を著しく高速化することができる。
本研究では,駆動磁界の振幅と遅延時間の両方が量子電池の性能に及ぼす影響について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-28T09:47:15Z) - Fast and stable charging via a shortcut to adiabaticity [0.0]
本稿では,量子電池の暗黒状態に対する断熱的進化に基づく高速で安定した充電プロトコルを提案する。
従来の刺激されたラマン断熱路(STIRAP)と量子遷移のない駆動技術を組み合わせたものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-25T12:40:02Z) - Assessment of weak-coupling approximations on a driven two-level system
under dissipation [58.720142291102135]
我々は, 減散を伴うリウヴィル・ヴォン方程式(Liouville-von equation)と呼ばれる数値的正確かつ非摂動的手法を用いて, 駆動量子ビットについて検討した。
我々は、駆動された量子ビットの定常状態を予測する上で、リンドブラッド方程式の妥当性の規則をマップするために実験で用いられる計量を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-11T22:45:57Z) - Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers [63.277656713454284]
VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。
どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。
勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-02T19:52:04Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。