論文の概要: Feedback-Enhanced Driven-Dissipative Quantum Batteries in Waveguide-QED Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.07134v1
- Date: Mon, 10 Nov 2025 14:17:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-11 21:18:45.297744
- Title: Feedback-Enhanced Driven-Dissipative Quantum Batteries in Waveguide-QED Systems
- Title（参考訳）: 導波管QEDシステムにおけるフィードバック強化型分散量子電池
- Authors: Xian-Li Yin, Meixi Guo, Jian Huang, Heung-wing Joseph Lee, Guofeng Zhang,
- Abstract要約: 原子-導波路-QED系における駆動散逸QBを実現する手法を提案する。
測定とコヒーレントフィードバック制御を組み合わせることで、ほぼ完全に安定した充電が可能となることを示す。
この研究は、駆動散布型QBの範囲を広げ、その性能を高めるための実践的な戦略を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.320203242844216
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum batteries (QBs), acting as energy storage devices, have potential applications in future quantum science and technology. However, the QBs inevitably losses energy due to their interaction with environment. How to enhance the performance of the QBs in the open-system case remains an important challenge. Here we propose a scheme to realize the driven-dissipative QBs in atom-waveguide-QED systems and demonstrate significant improvements in both the stored energy and extractable work (ergotropy) of the QBs via feedback control. For a single-atom QB, we show that combining the measurement and coherent feedback controls enables nearly perfect stable charging under the weak coherent driving. For the QB array, the measurement-based feedback allows us to control different dynamical phases in the thermodynamic limit: (i) a continuous boundary time-crystal phase, where persistent periodic energy charge-discharge oscillations emerge despite the presence of the dissipation into the waveguide, and (ii) two stationary phases -- one reaches full charge while the other maintains only small energy storage. This work broadens the scope of driven-dissipative QBs and provides practical strategies for enhancing their performance.
- Abstract（参考訳）: エネルギー貯蔵装置として機能する量子電池(QB)は、将来の量子科学と技術に潜在的な応用をもたらす。
しかし、QBは環境との相互作用によって必然的にエネルギーを失う。
オープンシステムケースにおけるQBのパフォーマンス向上は、依然として重要な課題である。
本稿では,原子-導波路-QED系における駆動散逸QBを実現し,QBの貯蔵エネルギーと抽出可能な作業(エルゴトロピー)の両方において,フィードバック制御による大幅な改善を示す手法を提案する。
単原子QBでは、測定とコヒーレントフィードバック制御を組み合わせることで、弱いコヒーレント駆動下でほぼ完全に安定な充電が可能となることを示す。
QBアレイの場合、測定に基づくフィードバックにより、熱力学的限界の異なる動的位相を制御できる。
一 導波路への散逸の有無にかかわらず、周期的な周期的なエネルギー電荷放電振動が出現する連続的境界時-結晶相
(ii)静止相は2つあり、一方はフルチャージし、もう一方は小さなエネルギー貯蔵のみを保持する。
この研究は、駆動散布型QBの範囲を広げ、その性能を高めるための実践的な戦略を提供する。
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