論文の概要: Thermodynamics of a biophotomimetic nonreciprocal quantum battery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.15268v1
• Date: Mon, 16 Mar 2026 13:36:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-17 18:28:58.381037
• Title: Thermodynamics of a biophotomimetic nonreciprocal quantum battery
• Title（参考訳）: バイオフォトミメティック非相互量子電池の熱力学
• Authors: Trishna Kalita, Manash Jyoti Sarmah, Himangshu Prabal Goswami,
• Abstract要約: 細菌の光ハーベスティング錯体のアーキテクチャに着想を得た完全機能非相互量子電池の理論モデルを提案する。 我々は、集合量子光学サブラディアント状態とスーパーラディアント状態に機能的役割を割り当て、保存を支援するために一様空洞を導入する。 本研究では, 貯蔵, 漏洩, エルゴトロピー, 作業抽出, フラックス, 電力を含む全熱力学性能について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a theoretical model of a fully functional nonreciprocal quantum battery inspired by the architecture of bacterial light-harvesting complexes. We assign functional roles to collective quantum optical subradiant and superradiant states and introduce a unimodal cavity to assist storage. The transition rates are obtained from an effective non-Hermitian Hamiltonian, tailored to the battery geometry which are fed into a master equation to unravel the time evolution. We investigate the complete thermodynamic performance including storage, leakage, ergotropy, work extraction, flux, and power. We observe optimization at different ring sizes, each peaking at its specific energetic function. Strong coupling between the ring and central system enhances the battery's ability to store energy but reduces the ability of power output. The ergotropy exceeds capacity and approaches it linearly with increasing system size, with an optimal small-size regime that disappears under strong coupling.
• Abstract（参考訳）: 細菌の光ハーベスティング錯体のアーキテクチャに着想を得た完全機能非相互量子電池の理論モデルを提案する。 我々は、集合量子光学サブラディアント状態とスーパーラディアント状態に機能的役割を割り当て、保存を支援するために一様空洞を導入する。 遷移速度は、時間進化を解くためにマスター方程式に供給される電池幾何学に合わせて、非エルミートハミルトニアンから得られる。 本研究では, 貯蔵, 漏洩, エルゴトロピー, 作業抽出, フラックス, 電力を含む全熱力学性能について検討した。 異なるリングサイズでの最適化を観測し、それぞれのピークはその特定のエネルギー関数で観測する。 リングと中央システムの強い結合により、電池のエネルギー貯蔵能力は向上するが、出力能力は低下する。 エルゴトロピーはキャパシティを超え、強い結合の下で消える最適な小型のレジームで、システムサイズの増加とともに線形にアプローチする。

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