論文の概要: Hybrid Qubit-Qutrit Quantum Battery: Nonclassicality and Energy Performance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.07449v1
- Date: Fri, 08 May 2026 08:55:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-11 19:43:38.929576
- Title: Hybrid Qubit-Qutrit Quantum Battery: Nonclassicality and Energy Performance
- Title（参考訳）: ハイブリッド量子量子電池:非古典性とエネルギー性能
- Authors: G. Sharvan Prakash, R. Muthuganesan,
- Abstract要約: 本研究では,スピン1/2とスピン-1を混合したハイブリッド量子ビット量子電池の提案と解析を行う。
系の非古典的性質は、コヒーレンスと負性性の l1-ノルムを用いて特徴づけられる。
理論モデルと実験的に実現可能なニッケルラジカル分子複合体との接続を確立する。
- 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 and analyze a hybrid qubit-qutrit quantum battery (QB) based on a mixed spin-1/2 and spin-1 system interacting via an anisotropic Heisenberg exchange coupling in the presence of a homogeneous magnetic field. The nonclassical properties of the system are characterized using the l1-norm of coherence and negativity, which quantify quantum coherence and entanglement, respectively. The performance of the quantum battery is evaluated through key indicators such as ergotropy, power, and capacity. Our results reveal that both ergotropy and power exhibit oscillatory dynamics, while the capacity remains constant over time. We further investigate the influence of system parameters and magnetic field strength on both quantum correlations and battery performance, demonstrating that nonclassicality plays a crucial role in enhancing energy-storage efficiency. Importantly, we establish a connection between the theoretical model and an experimentally realizable nickel-radical molecular complex, showing that quantum coherence, entanglement, and efficient energy storage persist even at room temperature. These findings provide a realistic pathway toward the implementation of hybrid qubit-qutrit quantum batteries in solid-state molecular platforms.
- Abstract（参考訳）: 均一磁場の存在下で異方性ハイゼンベルク交換結合を介して相互作用するスピン-1/2系とスピン-1系を混合したハイブリッド量子ビット量子電池(QB)を提案し,解析する。
系の非古典的性質は、それぞれ量子コヒーレンスと絡み合いを定量化するコヒーレンスと負性率の l1-ノルムを用いて特徴づけられる。
量子電池の性能は、エルゴトロピー、電力、容量などの重要な指標によって評価される。
以上の結果から,エルゴトロピーとパワーはともに振動ダイナミクスを示すが,キャパシティは時間とともに一定であることがわかった。
さらに, システムパラメータと磁場強度が, 量子相関とバッテリ性能に与える影響について検討し, 非古典性がエネルギー貯蔵効率を高める上で重要な役割を担っていることを示した。
重要なことは、理論モデルと実験的に実現可能なニッケルラジカル分子複合体との接続を確立し、量子コヒーレンス、絡み合い、効率的なエネルギー貯蔵が室温でも持続していることを示す。
これらの知見は、固体分子プラットフォームにおけるハイブリッド量子ビット量子電池の実装に向けた現実的な経路を提供する。
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