論文の概要: Asymptotic freedom of dephased charging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.13497v1
• Date: Tue, 19 Aug 2025 04:11:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-20 15:36:31.789576
• Title: Asymptotic freedom of dephased charging
• Title（参考訳）: 脱相電荷の漸近的自由
• Authors: Chayan Purkait, B. Prasanna Venkatesh, Gentaro Watanabe,
• Abstract要約: 我々は、N量子ビットからなる量子電池の集合電荷を、スター構成の駆動量子ビット充電器と結合する。 電池に蓄積されるすべてのエネルギーを作業として抽出する「漸近的自由」のような挙動について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3277163122167433
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum batteries, small-scale energy storage devices based on quantum systems, offer the potential for enhanced charging performance through quantum effects such as coherence and collectivity. In this work, we study the collective charging of a quantum battery consisting of N qubits, coupled to a driven qubit charger in a star configuration, with controlled pure dephasing acting on the charger. We investigate how an "asymptotic freedom"-like behavior, in which all the energy deposited into the battery can be extracted as work, resulting in the ergotropy-to-energy ratio approaching unity, can emerge in the steady state of the battery. We show that the ergotropy-to-energy ratio increases with the number of qubits and approaches unity asymptotically as 1 - O(1/N). In the large-N limit, the emergence of approximate ground-state degeneracy of the collective battery system leads to this asymptotic freedom behavior, despite the battery state remaining mixed. We also discuss the scaling behavior of the charging time of the battery with N.
• Abstract（参考訳）: 量子電池(量子システムに基づく小型エネルギー貯蔵装置)は、コヒーレンスや集電率といった量子効果によって充電性能を向上させる可能性を提供する。 本研究では、N量子ビットからなる量子電池の集合電荷を、スター構成の駆動量子ビットチャージャーに結合し、制御された純粋なデファスティングがチャージャーに作用することを示す。 本研究では, 電池に蓄積されるすべてのエネルギーを作業として抽出できる「漸近的自由」様の挙動を考察し, 電池の定常状態に近づくエルゴトロピーとエネルギーの比が出現することを示した。 エルゴトロピーとエネルギーの比は、量子ビットの数とともに増加し、1-O(1/N) として漸近的に一様に接近することを示す。 大きなN限界では、電池状態が混合されているにもかかわらず、集合電池システムのほぼ基底状態の縮退の出現は、この漸近的自由行動を引き起こす。 また、電池の充電時間のNによるスケーリング挙動についても論じる。

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