論文の概要: Reservoir-independent lossless charging and protected storage of an open quantum battery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.27403v1
- Date: Thu, 25 Jun 2026 02:06:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-29 18:24:25.274369
- Title: Reservoir-independent lossless charging and protected storage of an open quantum battery
- Title（参考訳）: 貯水池非依存型無損失充電とオープン量子電池の保護ストレージ
- Abstract要約: 損失のある中間状態を通して充電される量子電池は、充電速度と散逸の間の構造的トレードオフに直面している。
正確な代数的キャンセルは、駆動された3レベルセルから取り除くことを示す。
我々は中性アルカリ原子, 閉じ込められたイオン, トランスモン, 欠陥中心に対する実験的要件と代表的パラメータを詳述した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9051352746190449
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A quantum battery charged through a lossy intermediate state faces a structural trade-off between charging speed and dissipation. We show that an exact algebraic cancellation removes it in a driven three-level cell: the radiatively decaying state is fed by a single bright amplitude, and a counterdiabatic field annuls the lone residual source that drives it, holding the lossy state identically empty. Charging is then lossless -- not one photon is emitted through the bridge -- at any one-photon detuning, coupling, linewidth, and speed down to the rotating-wave limit, with no adiabatic elimination, so the charging power is bounded by the drive amplitude (a quantum speed limit) rather than by dissipation. Crucially, this losslessness is independent of the reservoir: because the dark sector never engages the system-bath coupling, the emission vanishes exactly for an arbitrary spectral density, Markovian or not, as an exact damped-pseudomode treatment confirms to machine precision across all memory times. The entire non-Hermitian structure -- a Markovian second-order exceptional point that reservoir memory promotes to a third-order one, and the attendant dissipation phase diagram -- lives in the bright sector, from which the protocol is by construction exempt. This inverts dissipation-engineered charging, where an exceptional point or reservoir memory is a resource; here the lossy sector is never populated at all. The same dark-state structure protects the stored charge, converting fast radiative self-discharge into the slow metastable lifetime, with residuals quadratic in the control error. We detail experimental requirements and representative parameters for neutral alkaline-earth atoms, trapped ions, transmons, and defect centers.
- Abstract（参考訳）: 損失のある中間状態を通して充電される量子電池は、充電速度と散逸の間の構造的トレードオフに直面している。
放射減衰状態は1つの明るい振幅で供給され、反断熱場はそれを駆動する孤立残留源を誘導し、損失状態は同一に空である。
その後、チャージは損失なく、橋を通して1光子が放出されるのではなく、任意の1光子デチューニング、カップリング、ライン幅、回転波の限界まで速度を下げることができ、断熱的な除去がないため、充電電力は消散ではなく駆動振幅(量子速度の限界)によって拘束される。
暗黒セクターはシステムとバスのカップリングを決して行わないため、正確な減衰擬態処理がすべてのメモリ時間にわたって機械の精度を確認するため、放射は任意のスペクトル密度であるマルコビアンに対して正確に消滅する。
非エルミート構造の全体 - 貯水メモリが3階目へと促進するマルコフの2階目例外点 - は、そのプロトコルが建設から除外される明るいセクターに存在している。
これは、例外的なポイントまたは貯水池メモリがリソースである、散逸駆動の充電を反転させる。
同じ暗黒状態構造は蓄積された電荷を保護し、高速で放射的な自己放電を遅い準安定寿命に変換する。
我々は中性アルカリ原子, 閉じ込められたイオン, トランスモン, 欠陥中心に対する実験的要件と代表的パラメータを詳述した。
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