論文の概要: Charging of a Quantum Battery by a Single-Photon Quantum Pulse
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.16671v1
- Date: Fri, 23 Jan 2026 11:41:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-26 14:27:27.668392
- Title: Charging of a Quantum Battery by a Single-Photon Quantum Pulse
- Title（参考訳）: 単一光子量子パルスによる量子電池の帯電
- Authors: Elnaz Darsheshdar, Seyed Mostafa Moniri,
- Abstract要約: 充電器として機能する2レベルシステム(TLS)からなる量子電池を充電するための最小限のモデルについて検討する。
光の単一光子量子パルスはTLSを励起し、その後、その励起を孤立電池に転送する。
我々は、システムの力学において臨界遷移が起こる例外点に量子速度制限を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study a minimal model for charging a quantum battery consisting of a two-level system (TLS) acting as a charger, coupled to a harmonic oscillator that serves as the quantum battery. A single-photon quantum pulse of light excites the TLS, which subsequently transfers its excitation to the isolated battery. The TLS may also decay into the electromagnetic environment. We obtain analytical solutions for the dynamics of the battery and determine the optimal pulse shape that maximizes the stored energy. The optimal pulse saturates a universal bound for the stored energy, determined by the TLS decay rates into the pulse and the environment. Furthermore, we derive the minimum charging time and establish a quantum speed limit at the exceptional point, where a critical transition occurs in the system's dynamics. We also present analytical expressions for the charging power and investigate the pulse duration that maximizes it.
- Abstract（参考訳）: 本研究では、充電器として機能する2レベルシステム(TLS)と、量子電池として機能する高調波発振器を組み合わせた量子電池の充電に関する最小限のモデルについて検討する。
光の単一光子量子パルスはTLSを励起し、後にその励起を孤立電池に転送する。
TLSは電磁環境にも崩壊する可能性がある。
本研究では, 蓄電エネルギーを最大化する最適パルス形状を決定するため, 電池の動的特性の解析解を得る。
最適パルスは、TLS崩壊速度によって決定される保存エネルギーの普遍的な境界をパルスと環境に飽和させる。
さらに、最小充電時間を導出し、システムの力学において臨界遷移が起こる例外点に量子速度限界を確立する。
また、充電電力に関する解析式を提示し、それを最大化するパルス持続時間について検討する。
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