論文の概要: Erasure of entanglement-locked energy in multi-cell quantum batteries through decoherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.05592v1
- Date: Sun, 04 Oct 2026 22:56:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-10 12:41:31.47921
- Title: Erasure of entanglement-locked energy in multi-cell quantum batteries through decoherence
- Title（参考訳）: デコヒーレンスによる多セル量子電池の絡み合いエネルギーの消去
- Abstract要約: 量子電池は、その貯蔵エネルギーのかなりの部分を、構成細胞間で成長する二部体相関の中に閉じ込めることができる。
ロックされたエネルギーは、コヒーレントな集団動力学のみによってではなく、真の二部構造エンタングルメントによってもたらされる。
純粋な2セル電池では、ロックされたエネルギーが還元されたセルのソートされた固有値にのみ依存する正確な基底非依存閉形式を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Charging a quantum battery through a pumped charger can lock a substantial part of its stored energy inside the bipartite correlations that grow between the constituent cells, and this \emph{correlation ergotropy}, being the energy that no local single-cell operation can reach and that only collective operations can recover, is the object of the present study. Following the charging trajectory of two coupled three-level cells, we find that the correlation ergotropy closely tracks the logarithmic negativity, which shows that the locked energy is carried by genuine bipartite entanglement rather than by coherent collective dynamics alone, and that an equal-strength coherent non-entangling drive produces no such locking at all. For a pure two-cell battery we establish an exact, basis-independent closed form in which the locked energy depends only on the sorted eigenvalues of the reduced cell and the cell energy levels, revealing that the locked fraction rises from zero at the separable corners of the Schmidt simplex to unity at the symmetric maximally entangled state and remains invariant under local unitaries. Decoherence and dephasing, which destroy the correlations, do \emph{not} release this energy but erase it, so extraction must be collective and must take place while the correlations persist, while cold damping leaves the effect intact and thermal occupation suppresses it. These results give a resource-theoretic reading of correlations in quantum batteries, sharpen the line between genuine entanglement and coherent collective dynamics, and point to experimentally accessible conditions for correlated-charge and collective-extraction protocols.
- Abstract（参考訳）: 量子電池をポンプ式充電器で充電することで、その蓄えられたエネルギーのかなりの部分を、構成細胞間で成長する二部体相関の中に閉じ込めることができ、この「emph{correlation ergotropy}」は、局所的な単細胞操作が到達できないエネルギーであり、集団的な操作のみが回復できるエネルギーである。
2つの結合した3層セルの電荷軌道に続いて、相関エルゴトロピーは対数ネガティティティを密に追跡し、ロックされたエネルギーはコヒーレントな集団動力学のみによるものではなく、真の2部エンタングルメントによって運ばれ、同じ強度のコヒーレントな非エンタングリングドライブはそのようなロックを全く生成しないことを示す。
純粋な2セル電池では、ロックされたエネルギーが還元されたセルのソートされた固有値とセルエネルギーレベルにのみ依存する正確な基底非依存閉形式を確立し、ロックされた分数はシュミット単純体の分離可能な角のゼロから、対称的な最大絡み合った状態のユニティへと上昇し、局所的なユニタリの下で不変であることを明らかにする。
相関関係を破壊するデコヒーレンスとデファーシングは、このエネルギーを放出するが、それを消去するので、抽出は集合的であり、相関関係が持続している間に行われなければならない。
これらの結果は、量子電池の相関関係のリソース理論的な読み出し、真の絡み合いとコヒーレントな集団力学の境界線を鋭くし、相関電荷および集合抽出プロトコルの実験的にアクセス可能な条件を指し示す。
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