論文の概要: Scrambling-Enhanced Quantum Battery Charging in Black Hole Analogues
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.23598v3
- Date: Mon, 03 Nov 2025 02:24:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-04 16:14:22.269351
- Title: Scrambling-Enhanced Quantum Battery Charging in Black Hole Analogues
- Title（参考訳）: 黒穴アナローグにおけるスクランブル強化量子バッテリ充電
- Authors: Zhilong Liu, Ying Li, Zehua Tian, Jieci Wang,
- Abstract要約: ブラックホールは自然界で最速の量子情報スクランブラを構成する。
ブラックホールの衝突が、予め設定された衝突パラメータの制御されたクエンチを介して帯電に与える影響について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.772670078467698
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Black holes constitute nature's fastest quantum information scramblers, a phenomenon captured by gravitational analogue systems such as position-dependent XY spin chains. In these models, scrambling dynamics are governed exclusively by the hopping interactions profile, independent of system size. Utilizing such curved spacetime analogues as quantum batteries, we explore how the black hole scrambling affects charging via controlled quenches of preset scrambling parameters. Our analysis reveals that the intentionally engineered difference between post-quench and pre-quench scrambling parameters could significantly enhance both maximum stored energy $E_{\max}$ and peak charging power $P_{\max}$ in the quench charging protocol. The optimal charging time $\tau_*$ exhibits negligible dependence on the preset initial horizon parameter $x_{h0}$, while decreasing monotonically with increasing quench horizon parameter $x_{ht}$. This temporal compression confines high-power operation to regimes with strong post-quench scrambling $x_{ht} > x_{h0}$, demonstrating accelerated charging mediated by spacetime-mimicking scrambling dynamics.
- Abstract（参考訳）: ブラックホールは、位置依存XYスピン鎖のような重力アナログ系によって捉えられる自然の最も速い量子情報スクランブラを構成する。
これらのモデルでは、スクランブルダイナミクスはシステムサイズに依存しないホッピング相互作用プロファイルによってのみ支配される。
このような湾曲した時空のアナログを量子電池として利用し、ブラックホールの揺らぎが、予め設定された揺らぎパラメータの制御されたクエンチを介して電荷にどのように影響するかを探索する。
解析の結果, クエンチ時とクレンチ前のスクランブルパラメータの違いは, 最大蓄積エネルギー$E_{\max}$とピーク充電電力$P_{\max}$の両方を, クエンチ充電プロトコルにおいて著しく向上させることができることがわかった。
最適充電時間 $\tau_*$ は、予め設定された初期水平パラメータ $x_{h0}$ に依存しないが、クエンチ水平パラメータ $x_{ht}$ の増加とともに単調に減少する。
この時間圧縮は、強い待ち時間後スクランブル$x_{ht} > x_{h0}$のレジームに対する高出力演算を制限し、時空ミキシングスクランブルダイナミクスを介する加速充電を実証する。
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