論文の概要: Quantum catalysis-enhanced extract energy in qubit quantum battery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.07906v1
• Date: Sun, 07 Dec 2025 13:35:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-10 22:28:07.672415
• Title: Quantum catalysis-enhanced extract energy in qubit quantum battery
• Title（参考訳）: 量子触媒による量子電池の抽出エネルギー
• Authors: Shun-Cai Zhao,
• Abstract要約: 本研究では、外場駆動の量子ビットQBと高調波発振器触媒を結合した量子ビットQBについて検討し、鍵となる熱力学機構を明らかにした。 この逆流は、劣化する損失に積極的に対処し、クビットを急速に非パッシブ状態に押し込み、抽出可能な作業の劇的な増強をもたらす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: What physical mechanism enables quantum catalysis to boost quantum battery (QB) performance in open systems? We investigate an external-field-driven qubit QB coupled to a harmonic oscillator catalyst, revealing a key thermodynamic mechanism: the catalyst induces transient negative heat flow ($J(t)<0$, or energy backflow) into the battery. This backflow actively counters dephasing losses, rapidly pushing the qubit into non-passive states, and results in a drastic enhancement of extractable work (Ergotropy). Leveraging the quantum first law, we precisely quantify this causal link between negative heat flux and QB performance enhancement. Our work uncovers the fundamental role of transient thermodynamic backflow in quantum catalysis, offering a crucial blueprint for high-performance quantum energy storage devices.
• Abstract（参考訳）: オープンシステムにおける量子触媒による量子バッテリ(QB)性能の向上には,どのような物理的メカニズムがあるのだろうか? 本研究では,高調波発振器触媒と結合した外部場駆動の量子ビットQBについて検討し,この触媒が電池内部に過渡負熱流(J(t)<0$,エネルギー逆流)を誘導する,重要な熱力学機構を明らかにする。 この逆流は、劣化する損失に積極的に対処し、クビットを急速に非パッシブ状態に押し込み、抽出可能な作業(エルゴトロピー)の劇的な増強をもたらす。 量子第一法則を利用して、負の熱流束とQB性能向上の間の因果関係を正確に定量化する。 我々の研究は、量子触媒における過渡熱力学逆流の基本的な役割を明らかにし、高性能な量子エネルギー貯蔵装置にとって重要な青写真を提供する。

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