論文の概要: Correlation Enhanced Autonomous Quantum Battery Charging via Structured Reservoirs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.18086v1
• Date: Mon, 25 Aug 2025 14:46:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-26 18:43:45.822974
• Title: Correlation Enhanced Autonomous Quantum Battery Charging via Structured Reservoirs
• Title（参考訳）: 構造型貯留層による自律型量子電池充電の相関性
• Authors: Achraf khoudiri, Khadija El Anouz, Abderrahim El Allati,
• Abstract要約: 2つの量子ビットからなる構造型貯水池に結合した量子電池の充電力学について検討した。 非コヒーレントな初期状態とコヒーレントな初期状態の両方に対して、蓄えられたエネルギー、エルゴトロピー、電池の充電電力を解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the charging dynamics of a quantum battery coupled to a structured reservoir composed of two qubits, each in thermal equilibrium with its own bosonic bath. The structured reservoir interacts with a charger battery model through three distinct configurations: (I) direct coupling between the reservoir qubits and the battery, (II) common coupling between the reservoir qubits, the charger, and the battery, and (III) common coupling between the reservoir qubits and the charger, together with a local charger battery interaction. For both incoherent and coherent initial states, we analyze the stored energy, ergotropy, and charging power of the battery, and establish upper and lower bounds on the maximum extractable work of the battery based on the free energy of coherence, and exchanged correlations between the subsystems. Our results show that the nature of the interaction scenario and the presence of coherence crucially determine the efficiency of charging and the maximum ergotropy. We demonstrate that correlation exchange between subsystems, quantified by the difference between global and local coherence, acts as a resource for work extraction. These findings provide a deeper understanding of coherence and population and structured environments as resources for autonomous quantum batteries, and offer experimentally accessible predictions within the regime of superconducting qubits.
• Abstract（参考訳）: 2つの量子ビットからなる構造型貯水池に結合した量子電池の帯電力学を, それぞれが自身のボソニック浴と熱平衡で検討した。 構造された貯水池は、(I)貯水池と電池の直接結合、(II)貯水池と充電器と電池の共通結合、(III)貯水池と充電器の共通結合と、(III)蓄水池と充電器との局所的な蓄電池の相互作用の3つの異なる構成で充電器のバッテリモデルと相互作用する。 整合性初期状態と整合性初期状態の両方について、蓄電エネルギー、エルゴトロピー、電池の充電電力を分析し、整合性自由エネルギーに基づいて電池の最大抽出可能作業上および下限を定め、サブシステム間の相関を交換する。 その結果, 相互作用シナリオの性質とコヒーレンスの存在が, 充電効率と最大エルゴトロピーを決定づけていることが示唆された。 我々は,グローバルなコヒーレンスとローカルなコヒーレンスの違いによって定量化されたサブシステム間の相関交換が,作業抽出の資源として機能することを実証した。 これらの知見は、自律量子電池の資源としてのコヒーレンス、人口、構造環境のより深い理解を提供し、超伝導量子ビットの体制内で実験的に到達可能な予測を提供する。

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