論文の概要: Suppressing Self-Discharging of Quantum Batteries by Cavity Interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.23999v1
- Date: Mon, 22 Jun 2026 23:11:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-24 22:16:48.709038
- Title: Suppressing Self-Discharging of Quantum Batteries by Cavity Interactions
- Title（参考訳）: キャビティ相互作用による量子電池の自己放電抑制
- Authors: Anass Jad, Abderrahim El Allati, Mohammad B. Arjmandi,
- Abstract要約: キャビティ間結合により,初期準備,電池サイズ,温度毎に自己放電の抑制が促進されることが判明した。
単一量子ビットの場合、純粋な重ね合わせのエネルギー-基底コヒーレンスにより、完全励起状態よりも長時間の保持性が向上する。
2ビット電池では, 完全励起状態と比較して長時間のエルゴトロピー保持が増強された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We analyse a two-cavity architecture, in which a lossy cavity hosting $N$ qubits is coherently coupled to an auxiliary cavity, as a resource for the storage phase of an open quantum battery at non-zero temperature. Within a local Lindblad treatment in the resonant configuration, we find that the inter-cavity coupling enhances the suppression of self-discharging across every initial preparation, battery size, and temperature we examine, with the protection degrading smoothly as the mean thermal occupation increases. For a single qubit, the energy-basis coherence of a pure superposition leads to better long-time retention than fully excited state, highlighting the beneficial role of quantum coherence in protecting stored energy against thermal degradation. For two-qubit batteries, Bell-state preparations exhibit enhanced long-time ergotropy retention compared with the fully excited state, while the inclusion of qubit-qubit interactions produces only a weak dependence on the interaction type and strength within the parameter regime considered. Extending the analysis to multi-qubit GHZ-charged batteries with all-to-all Heisenberg interactions, we find that the normalized retained ergotropy increases monotonically with the number of qubits. This behavior is consistent with the collective enhancement of the qubit-cavity coupling in the symmetric Dicke manifold, indicating that larger quantum batteries can benefit from improved protection against self-discharge. These findings establish cavity-assisted protection as a promising strategy for mitigating self-discharging and realizing of long-lived quantum batteries in experimentally accessible platforms.
- Abstract（参考訳）: 非ゼロ温度でのオープン量子電池の蓄電相の資源として、N$ qubitsをホストする損失キャビティを補助キャビティにコヒーレントに結合する2キャビティアーキテクチャを解析する。
共振器の局所的なリンドブラッド処理では, キャビティカップリングにより初期準備, バッテリサイズ, 温度に対する自己放電の抑制が促進され, 保護は平均熱占有量の増加とともに円滑に低下することがわかった。
単一量子ビットの場合、純粋な重ね合わせのエネルギー-基底コヒーレンス(英語版)は完全励起状態よりも長時間保持性が良く、保存されたエネルギーを熱分解から保護する上での量子コヒーレンス(英語版)の有益な役割を浮き彫りにする。
2キュービット電池では、完全励起状態と比較して長時間のエルゴトロピー保持が増強され、一方、キュービットとキュービットの相互作用が加わったことで、パラメーター系内の相互作用タイプと強度に弱い依存しか生じない。
マルチキュービットGHZ充電バッテリへの全対ハイゼンベルク相互作用による解析を拡張した結果,正規化されたエルゴトロピーはキュービット数とともに単調に増大することがわかった。
この挙動は、対称ディック多様体におけるクビット-キャビティ結合の集合的強化と一致しており、より大きな量子電池は自己放電に対する保護の改善の恩恵を受けることを示唆している。
これらの知見は, 空洞支援保護を, 実験可能なプラットフォームにおける自己放電を緩和し, 長寿命の量子電池を実現するための有望な戦略として確立した。
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