論文の概要: Phase-tunable remote nonreciprocal charging in waveguide QED
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.21909v1
- Date: Thu, 21 May 2026 02:31:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-22 16:35:42.058475
- Title: Phase-tunable remote nonreciprocal charging in waveguide QED
- Title（参考訳）: 導波路QEDにおける位相可変遠隔非相反帯電
- Authors: Meixi Guo, Jian Huang, Rui-Yang Gong, Xian-Li Yin, Guofeng Zhang,
- Abstract要約: 遠隔量子電池充電のための位相可変導波路QEDアーキテクチャを提案する。
駆動型充電器と遠隔バッテリーは、エンジニアリングされた導波路経由の干渉によってのみ結合される。
分析の結果,非相互性と記憶効率は独立して設計できることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.912424476933785
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Remote quantum batteries require directional and controllable energy transfer between spatially separated quantum nodes, yet most existing protocols rely on direct charger-battery Hamiltonian couplings. Here we propose a phase-tunable waveguide-QED architecture for remote quantum-battery charging, in which a driven charger and a remote battery are coupled solely via engineered waveguide-mediated interference, without any direct local interaction. We systematically compare four configurations: two-giant-emitter and giant-small-emitter hybrids, each with open or mirror-terminated waveguides. By engineering the propagation and coupling phases, the waveguide-mediated coherent exchange interaction and collective dissipation can be balanced to suppress the backward channel while retaining a finite forward channel, thereby realizing cascaded-like unidirectional charging. Our analysis shows that nonreciprocity and storage efficiency can be independently engineered, offering design flexibility for different quantum network scenarios. The giant-small-emitter mirror-terminated configuration simultaneously achieves perfect nonreciprocity and battery-dominated storage, while both giant-small-emitter configurations exhibit distance-insensitive directionality. Extending the scheme to quadratic driving, we show that anomalous second moments render the battery state non-passive, making ergotropy a performance metric distinct from stored energy. These results establish phase-tunable waveguide networks as a versatile platform for remote quantum-energy transfer and provide design principles for directional and work-extractable energy storage in quantum networks.
- Abstract（参考訳）: リモート量子電池は空間的に分離された量子ノード間の指向性および制御可能なエネルギー伝達を必要とするが、既存のほとんどのプロトコルは直接充電器と電池のハミルトン結合に依存している。
本稿では、遠隔量子電池充電のための位相可変導波路-QEDアーキテクチャを提案する。
2ギアン・エミッタと2ギアン・エミッタ・ジャイアント・エミッタ・ハイブリッドの4つの構成を,それぞれ開導波路およびミラー終端導波路で系統的に比較した。
伝播および結合相を工学することにより、導波路を介するコヒーレント交換相互作用と集団散逸のバランスを保ち、有限前方チャネルを保持しながら後方チャネルを抑制することにより、カスケード状の一方向充電を実現する。
我々の分析は、異なる量子ネットワークのシナリオに対して設計の柔軟性を提供するため、非相互性とストレージ効率を独立して設計できることを示している。
ジャイアントエミッターミラー終端構成は、完全非相反性とバッテリ支配ストレージを同時に達成し、両ジャイアントエミッター構成は、距離非感性を示す。
このスキームを2次駆動に拡張することにより、異常な第2モーメントが電池状態を非パッシブにし、エルゴトロピーを蓄えられたエネルギーとは異なる性能指標とすることを示した。
これらの結果は、遠隔量子エネルギー伝達のための汎用プラットフォームとして位相可変導波路ネットワークを確立し、量子ネットワークにおける方向性および作業抽出可能なエネルギー貯蔵のための設計原理を提供する。
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