論文の概要: Improving quantum-battery charging via unidirectional quantum jumps to metastable state

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.06479v1
• Date: Thu, 06 Aug 2026 18:18:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-10 16:21:25.259826
• Title: Improving quantum-battery charging via unidirectional quantum jumps to metastable state
• Title（参考訳）: 一方向量子ジャンプによる準安定状態への量子電池充電の改善
• Abstract要約: 量子電池を充電する過程では、より高いエネルギーレベルから低いエネルギーレベルへの遷移を誘導し、エネルギーの散逸につながるため、量子ジャンプは有害な役割を果たす。 本研究では, 長期にわたって準安定状態にエネルギーを蓄えるために, 3レベル原子のアンサンブルを構成する量子電池を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: In the process of charging a quantum battery, quantum jumps play a detrimental role because they induce transitions from higher to lower energy levels, leading to energy dissipation. This be- havior directly opposes the fundamental objective of the charging protocol, which is to increase the population of higher-energy states and store usable energy in the system. Furthermore, decoherence introduced by randomness of quantum jumps leads to a mixed state, thereby reducing the amount of energy that can be extracted from the charged quantum battery. Here, we propose a quantum battery comprising an ensemble of three-level atoms in the Λ configuration to store energy in the metastable state over a long time. We demonstrate that, when spontaneous atomic transitions are restricted to occur solely from the excited state to a metastable state, with decay to the ground state completely suppressed, quantum jumps acquire a constructive character. Under these con- ditions, they drive the quantum battery to a fully charged state, render the entire stored energy extractable, and shorten the duration of the second stage of the charging protocol.
• Abstract（参考訳）: 量子電池を充電する過程では、より高いエネルギーレベルから低いエネルギーレベルへの遷移を誘導し、エネルギーの散逸につながるため、量子ジャンプは有害な役割を果たす。 このbe-haviorは、高エネルギー状態の人口を増やし、使用可能なエネルギーをシステムに格納するという、充電プロトコルの基本的な目的に直接反対する。 さらに、量子ジャンプのランダム性によって引き起こされたデコヒーレンスにより混合状態となり、電荷の量子電池から取り出すことができるエネルギーの量を減少させる。 そこで本研究では,エネルギーを長期にわたって準安定状態に保存するための,3レベル原子のアンサンブルを含む量子電池を提案する。 自発原子遷移が励起状態から準安定状態にのみ制限され、基底状態への崩壊が完全に抑制された場合、量子ジャンプは構成的特性を得る。 これらのコンディションの下では、量子電池を完全充電状態に駆動し、蓄えられた全エネルギーを抽出可能とし、充電プロトコルの第2段階の持続時間を短縮する。

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