論文の概要: Noise is not always detrimental: the capacity of quantum batteries is enhanced in black holes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.05325v1
• Date: Tue, 07 Apr 2026 01:55:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-08 17:42:09.570123
• Title: Noise is not always detrimental: the capacity of quantum batteries is enhanced in black holes
• Title（参考訳）: ノイズは必ずしも有害ではなく、ブラックホールで量子電池の容量が増大する
• Authors: Xukun Wang, Xiaofen Huang, Zhihao Ma, Shao-Ming Fei, Tinggui Zhang,
• Abstract要約: ホーキング放射と環境騒音による量子バッテリ容量の変調について検討する。 ホーキング放射が電池容量を増強し、エネルギー貯蔵に肯定的な影響を及ぼすという直感的現象が発見された。 これらの知見は、非慣性参照フレームにおける量子バッテリの理論に新たな視点を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9994286844495667
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum battery capacity, as a critical metric for quantifying energy storage and release in quantum systems, exhibits complex behaviors in curved spacetime and noisy environments. This study focuses on bipartite mixed state, aiming to explore the modulation of quantum battery capacity by Hawking radiation and environmental noise. We find a counterintuitive phenomenon that Hawking radiation can enhance battery capacity, exerting a positive influence on energy storage, a result that stands in stark contrast to the detrimental effects typically associated with entanglement and coherence. When a quantum battery is simultaneously subjected to environmental noise and Hawking radiation, its capacity generally degrades, with the extent of degradation depending on the type of noise. The charging and discharging behaviors largely follow the same patterns observed in the noiseless scenario; however, under a bit flip channel with strong noise intensity, the charging-discharging pattern reverses. In the extreme case of maximum noise intensity, the capacity of the quantum battery under depolarizing noise tends to zero. The underlying physical mechanism lies in the fact that the bit flip channel disrupts the original population distribution of energy levels, thereby altering the average energy of the system and establishing a perturbative environment for bidirectional energy exchange. This differs fundamentally from the phase flip channel. These findings offer a new perspective for the theory of quantum batteries in noninertial reference frames.
• Abstract（参考訳）: 量子バッテリ容量は、量子系のエネルギー貯蔵と放出を定量化するための重要な指標であり、湾曲した時空とノイズの多い環境で複雑な振る舞いを示す。 本研究は、ホーキング放射と環境騒音による量子バッテリ容量の変調を探求することを目的とした二部混合状態に焦点を当てた。 ホーキング放射が電池容量を増強し、エネルギー貯蔵に肯定的な影響を与えるという反直感的な現象が見つかり、これは典型的には絡み合いやコヒーレンスに関連する有害な影響とは対照的である。 量子電池が環境ノイズとホーキング放射を同時に受けると、その容量は一般的に劣化し、ノイズの種類によっては劣化する。 充電と放電の挙動は、ノイズのないシナリオで観測されたのと同じパターンに従うが、強いノイズ強度を持つビットフリップチャネルの下では、充電と放電のパターンが逆転する。 最大雑音強度の極端な場合、非偏極雑音下での量子電池の容量はゼロになる傾向にある。 基礎となる物理的メカニズムは、ビットフリップチャネルがもともとのエネルギーレベルの人口分布を妨害し、それによってシステムの平均エネルギーを変化させ、双方向のエネルギー交換のための摂動環境を確立するという事実にある。 これは基本的に位相フリップチャネルと異なる。 これらの知見は、非慣性参照フレームにおける量子バッテリの理論に新たな視点を与える。

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