論文の概要: Lamb-shift-induced switching of energy transfer in open quantum batteries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.22337v1
- Date: Sat, 21 Mar 2026 04:24:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-25 19:53:37.075105
- Title: Lamb-shift-induced switching of energy transfer in open quantum batteries
- Title（参考訳）: 開量子電池におけるラムシフト誘起エネルギー伝達のスイッチング
- Authors: Liang Luo, Shun-Cai Zhao,
- Abstract要約: オープン量子電池における環境誘起周波数再正規化の役割について検討する。
本研究では,ラムシフトがシステムの固有周波数を効果的に再正規化し,外部駆動との共振条件を変更することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.497763910404594
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Open quantum batteries (QBs) operate under unavoidable system-environment interactions, where both dissipation and coherent renormalization influence their performance. While most previous studies focus on dissipative effects, the role of environment-induced frequency renormalization, such as the Lamb shift, remains insufficiently explored.In this work, we investigate an externally driven QB composed of two coherently coupled quantum harmonic oscillators, representing the charger and the battery. By incorporating both dissipation and Lamb-shift corrections within a Lindblad master equation, we show that the Lamb shift effectively renormalizes the system eigenfrequencies and thereby modifies the resonance condition with the external drive. We demonstrate that tuning the driving frequency relative to the renormalized eigenmodes leads to a mode-selective energy transfer process, resulting in a controllable redistribution of energy between the charger and the battery. This behavior manifests as a switching of the dominant energy storage channel and can be quantitatively understood through a supermode decomposition of the coupled system. Our results clarify the dynamical role of environment-induced frequency shifts in open quantum batteries and provide a physically transparent framework for optimizing work extraction under realistic operating conditions.
- Abstract（参考訳）: オープン量子電池(QB)は避けられないシステム環境相互作用の下で動作し、散逸とコヒーレントな再正規化の両方が性能に影響を与える。
これまでの研究は散逸効果に重点を置いているが、ラムシフトのような環境誘起周波数再正規化の役割はいまだ不十分であり、この研究では、電荷と電池を表す2つのコヒーレント結合量子調和振動子からなる外部駆動QBについて検討する。
リンドブラッドマスター方程式に散逸補正とラムシフト補正の両方を組み込むことで、ラムシフトが系の固有周波数を効果的に再正規化し、外部駆動との共振条件を変更することを示す。
再正規化された固有モードに対する駆動周波数の調整は、モード選択的なエネルギー伝達プロセスをもたらし、充電器とバッテリとの間のエネルギーの再分配が制御可能であることを実証する。
この挙動は支配的なエネルギー貯蔵チャネルのスイッチングとして現れ、結合系のスーパーモード分解によって定量的に理解することができる。
本研究は、オープン量子電池における環境誘起周波数シフトの動的役割を明らかにし、リアルな運転条件下での作業抽出を最適化するための物理的に透明な枠組みを提供する。
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