論文の概要: Ergotropy of quantum many-body scars

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.19801v1
• Date: Mon, 22 Dec 2025 19:00:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.640555
• Title: Ergotropy of quantum many-body scars
• Title（参考訳）: 量子多体傷のエルゴトロピー
• Authors: Zhaohui Zhi, Qingyun Qian, Jin-Guo Liu, Guo-Yi Zhu,
• Abstract要約: 量子多体傷は抽出可能なエネルギーの貯蔵に有効であることを示す。 この結果から、ヒルベルト空間のわずかな部分にもかかわらず、量子多体傷は抽出可能なエネルギーの貯蔵に効率的に利用されることが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.137457877869062
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum many-body scars break ergodicity and evade thermalization, resulting in area law entanglement entropy even with high energy density. While their quantum correlations and entanglement have been elaborated previously, their capacity in storing extractable energy, quantified by the notion ergotropy, remains an open question. Here we focus on the representative PXP model, and unveil the extensive ergotropy scaling of a family of states interpolating between quantum many-body scars and thermal states, the latter of which are known to be passive with vanishing ergotropy. A phenomenological relation between ergotropy and entanglement is uncovered, which generalizes the existing free fermion integrable results to an interacting scenario. The ergotropy in a dynamical protocol shows that a reset with a global uniform coherent rotation can inject extractable energy, as a proof of principle way to charge a quantum "battery". Our protocol is tailored for near term Rydberg neutral atoms array, while also being feasible for other quantum processors. Our results establish that quantum many-body scars, despite the tiny fraction of the Hilbert space they occupy, can be efficiently exploited for storing extractable energy, and "scarring" a many-body system as a promising route for engineering quantum many-body battery.
• Abstract（参考訳）: 量子多体傷はエルゴード性を破壊し、熱を回避し、高エネルギー密度でも領域法則の絡み合うエントロピーをもたらす。 それらの量子相関と絡み合いは以前より詳しく説明されてきたが、エルゴトロピーの概念によって定量化された抽出可能なエネルギーの貯蔵能力は未解決の問題である。 ここでは、代表的PXPモデルに注目し、量子多体傷と熱状態の間の補間状態のファミリーの広範なエルゴトロピースケーリングを明らかにし、後者は消滅するエルゴトロピーに受動的であることが知られている。 エルゴトロピーと絡み合いの間の現象論的関係が発見され、既存の自由フェルミオン可積分結果を相互作用シナリオに一般化する。 動的プロトコルにおけるエルゴトロピーは、大域的な一様コヒーレント回転を持つリセットが抽出可能なエネルギーを注入できることを示している。 我々のプロトコルは、Rydberg中性原子配列に近いように調整されているが、他の量子プロセッサでも実現可能である。 以上の結果から, ヒルベルト空間のごく一部を占有する量子多体傷は, 抽出可能なエネルギーの貯蔵に有効であり, 量子多体電池を設計する上で有望な経路として多体系を「スキャリング」することができることがわかった。

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