論文の概要: Quantum coherence and entanglement in wireless quantum batteries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.27718v1
- Date: Thu, 30 Jul 2026 05:56:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-31 21:37:00.409148
- Title: Quantum coherence and entanglement in wireless quantum batteries
- Title（参考訳）: 無線量子電池における量子コヒーレンスと絡み合い
- Abstract要約: ボゾン環境を媒介とする無線量子電池システムの充電力学と熱力学性能について検討する。
資源理論を統一的に分析することにより、エネルギー移動の制御における非マルコフ記憶効果と結合対称性の役割を解明する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.6366350961410525
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the charging dynamics and thermodynamic performance of a wireless quantum battery system mediated by a common structured bosonic environment. By employing a unified resource-theoretic analysis, we elucidate the distinct roles of non-Markovian memory effects and coupling symmetry in regulating energy transfer. In the Markovian weak-coupling regime, we identify a transformative mechanism where the dynamic reconstruction of $l_1$-norm coherence compensates for the monotonic decay of first-order coherence to sustain energy transport. Conversely, the non-Markovian strong-coupling regime facilitates a cooperative resonance, characterized by the synchronized oscillation of entanglement and stored energy induced by environmental backflow. Furthermore, we reveal that coupling symmetry acts as a critical control parameter: while asymmetric coupling favoring the battery optimizes energy gain in memoryless environments, symmetric coupling under strong interactions unlocks a dark-state protection mechanism, effectively trapping energy within a decoherence-free subspace. Finally, a thermodynamic analysis based on ergotropy demonstrates that first-order coherence establishes the activation threshold for incoherent work, whereas $l_1$-norm coherence serves as the explicit fuel for coherent work extraction. These findings provide a refined theoretical framework for engineering environment-assisted quantum energy storage devices.
- Abstract（参考訳）: 共有構造ボソニック環境を介する無線量子電池システムの充電力学と熱力学的特性について検討する。
統一的な資源理論解析を用いることで、エネルギー移動の制御における非マルコフ記憶効果とカップリング対称性の明確な役割を解明する。
マルコフ弱結合系では、$l_1$-normコヒーレンスの動的再構成がエネルギー輸送を維持するために一階コヒーレンスの単調崩壊を補う変換機構を同定する。
逆に、非マルコフ強い結合状態は、環境逆流によって引き起こされる絡み合いと貯蔵エネルギーの同期振動を特徴とする協調共鳴を促進する。
さらに,バッテリを優先する非対称結合はメモリレス環境でエネルギーゲインを最適化する一方,強い相互作用下での対称結合はダークステート保護機構を解放し,デコヒーレンスのない部分空間内でエネルギーを効果的にトラップする。
最後に、エルゴトロピーに基づく熱力学解析により、一階のコヒーレンスが不整合作業の活性化しきい値を確立するのに対し、$l_1$-normコヒーレンスはコヒーレント作業抽出の明示的な燃料となることを示した。
これらの知見は、工学的環境支援量子エネルギー貯蔵装置のための洗練された理論的枠組みを提供する。
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