論文の概要: Ergotropy Protection via Cavity Detuning in Collective Open Quantum Batteries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.04042v1
- Date: Tue, 05 May 2026 17:58:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-06 19:35:44.076483
- Title: Ergotropy Protection via Cavity Detuning in Collective Open Quantum Batteries
- Title（参考訳）: 集合的オープン量子電池における空洞変形によるエルゴトロピー保護
- Authors: Tariq Zeyad Jawad,
- Abstract要約: 本研究では,超ラジカル崩壊を受ける開集合量子電池の性能とエルゴトロピー保護について検討した。
我々は、中間キャビティ内に受動的スペクトルデチューニング戦略を用いて、システムをスペクトル的に分離し、量子コヒーレンスを保護する。
エルゴトロピーの最大化は非マルコフ記憶を必要とせず、デチューニングによる環境記憶の抑制はコヒーレンスを最適に保存する。
- 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: This study investigates the performance and ergotropy protection of open collective quantum batteries subject to superradiant decay. By employing a passive spectral detuning strategy within an intermediate cavity, an optimal detuning value ($Δ^*$) is analytically derived and numerically verified to spectrally isolate the system and protect quantum coherence, achieving up to 1088% ergotropy improvement for single qubits and superextensive collective advantage for $N \ge 3$. Our analysis resolves a "non-Markovian paradox," revealing that maximizing ergotropy does not strictly require non-Markovian memory; rather, suppressing environmental memory via detuning optimally preserves coherence, which serves as the fundamental resource. Survival maps across different environments demonstrate that thermal noise dissipates coherence more severely than telegraph noise. Finally, we establish that collective amplification of the effective coupling ($g_{\rm eff} = g\sqrt{N})$ inevitably drives large qubit arrays into the ultra-strong coupling regime, providing a quantitative ceiling $N_{\rm max}$ on the validity of the Tavis-Cummings description and the current ergotropy protection protocol.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,超ラジカル崩壊を受ける開集合量子電池の性能とエルゴトロピー保護について検討した。
中間キャビティ内にパッシブスペクトルデチューニング戦略を用いることで、最適なデチューニング値(Δ^*$)を解析的に導出し、量子コヒーレンスのスペクトル分離と保護を数値的に検証し、単一キュービットに対して最大1088%のエルゴトロピー改善と$N \ge 3$に対する超過大集団優位性を達成した。
我々の分析は「非マルコフのパラドックス」を解き、エルゴトロピーの最大化は厳密には非マルコフ記憶を必要としないことを明らかにする。
異なる環境を横断する生存マップは、熱ノイズが電信ノイズよりもコヒーレンスを深刻に散布することを示している。
最後に、有効結合(g_{\rm eff} = g\sqrt{N})$の集合増幅が、必然的に大きなキュービットアレイを超強結合系に駆動し、Tavis-Cummings記述と現在のエルゴトロピー保護プロトコルの妥当性について定量的な天井となる$N_{\rm max}$を提供する。
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