論文の概要: Coherence-Driven Quantum Battery Charging via Autonomous Thermal Machines: Energy Transfer, Memory Effects, and Ergotropy Enhancement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.03766v2
• Date: Wed, 05 Nov 2025 11:11:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-06 20:32:09.415665
• Title: Coherence-Driven Quantum Battery Charging via Autonomous Thermal Machines: Energy Transfer, Memory Effects, and Ergotropy Enhancement
• Title（参考訳）: 自律型熱機械によるコヒーレンス駆動量子電池充電:エネルギー移動、メモリ効果、エルゴトロピー向上
• Authors: Achraf Khoudiri, Abderrahman Oularabi, Khadija El Anouz, İlkay Demir, Abderrahim El Allati,
• Abstract要約: 量子電池とコヒーレンス駆動充電器を組み合わせたハイブリッド量子システムについて検討する。 量子自律熱機械(QATM)は、充電器と電池の間のエネルギーとコヒーレンス伝達を媒介する構造環境として機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work, we study a hybrid quantum system composed of a quantum battery and a coherence-driven charger interacting with a Quantum Autonomous Thermal Machine (QATM). The QATM, made of two qubits, each coupled to Markovian bosonic thermal reservoirs at different temperatures, acts as a structured environment that mediates energy and coherence transfer between the charger and the battery. By applying a coherent driving field on the charger, we investigate the coherence injection effect on the dynamics, including non-Markovianity, power of charging, coherence storage, and ergotropy. We show that the QATM effectively filters the decoherence induced by the thermal baths and induces non-Markovian memory effects due to correlation backflow. Our results demonstrate that coherence driving enhances the battery's ergotropy; coherence driving raises the maximum ergotropy by approximately 40% compared to the case without coherence driving, and the power of charging by preserving the internal energy of the charger and facilitating coherent energy transfer.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,QATM(Quantum Autonomous Thermal Machine)と相互作用する量子電池とコヒーレンス駆動の充電器を組み合わせたハイブリッド量子システムについて検討する。 2つの量子ビットからなるQATMは、それぞれ異なる温度でマルコフのボソニック熱貯水池と結合し、充電器と電池の間のエネルギーとコヒーレンス伝達を仲介する構造環境として機能する。 充電器にコヒーレント駆動場を適用し,非マルコビアン性,帯電力,コヒーレンス記憶力,エルゴトロピーなどの動的挙動に対するコヒーレンス注入効果について検討した。 また,QATMは熱浴による脱コヒーレンスを効果的にフィルタし,相関逆流による非マルコフ記憶効果を誘導することを示した。 その結果、コヒーレンス駆動は電池のエルゴトロピーを高めることが示され、コヒーレンス駆動は、コヒーレンス駆動のない場合と比較して最大エゴトロピーを約40%上昇させ、充電器の内部エネルギーを保ち、コヒーレントエネルギーの伝達を容易にすることで充電のパワーを向上することを示した。

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