論文の概要: Boundary-accessible work in a collision-charged topological quantum battery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.06849v1
- Date: Mon, 05 Oct 2026 17:59:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-08 22:05:44.822204
- Title: Boundary-accessible work in a collision-charged topological quantum battery
- Title(参考訳): 衝突帯電型トポロジカル量子電池における境界アクセス性の研究
- Abstract要約: 量子電池はエネルギーを非平衡量子状態に保存する。
そのようなポートがどれだけの保存された仕事を提供できるかは、まだ不明である。
Su-Schrieffer-Heeger型の二量化スピン鎖について検討した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum batteries store energy in nonequilibrium quantum states. The ergotropy sets the work extractable by an arbitrary global unitary, but a device usually exchanges energy through a single local port. It remains unclear how much stored work such a port can deliver, and whether topological edge modes help. We study a dimerized spin chain of Su-Schrieffer-Heeger (SSH) type. Excited two-level ancillas charge it at one end by repeated collisions, and an initially empty two-level load discharges it at the same site. An exact free-fermion mapping yields a bound on the load work for all number-conserving quadratic extraction protocols. The load gains extractable work only if a single-particle mode of the battery holds more than half an excitation. Resonant charging fills the topological edge mode above this threshold. A single boundary pulse then delivers 98.6% of the maximal load work allowed by the bound for representative parameters. Under the same six-collision controls, the trivial-phase load remains passive. Within the protocol that selects the load pulse for maximum delivered work, cycle power peaks at a finite collision number while delivered work continues to increase over the scanned range. Over the tested range, the advantage survives hopping disorder, which preserves chiral symmetry. On-site disorder breaks this symmetry and leaves a finite fraction of loads passive. Topology thus supplies a localized access channel, while spectral matching and symmetry decide whether stored energy becomes usable local work.
- Abstract(参考訳): 量子電池はエネルギーを非平衡量子状態に保存する。
エルゴトロピーは任意のグローバルユニタリによって抽出可能な作業を設定するが、装置は通常1つのローカルポートを介してエネルギーを交換する。
そのようなポートがどれだけのストアドワークを提供できるのか、またトポロジカルエッジモードが役に立つのかは、まだ不明だ。
Su-Schrieffer-Heeger (SSH) 型の二量化スピン鎖について検討した。
励起された2段のアンシラは繰り返しの衝突によって一方の端で充電し、初期空の2段の荷重は同じ場所で排出する。
厳密な自由フェルミオン写像は、すべての数保存二次抽出プロトコルの負荷作業に束縛を与える。
負荷は、電池の単一粒子モードが励起の半分以上を保持する場合に限り、抽出可能な作業を得る。
共振充電は、このしきい値の上の位相的エッジモードを満たす。
単一境界パルスは、代表パラメータのバウンダリによって許される最大負荷の98.6%を伝達する。
同じ6コリジョン制御の下では、自明な位相負荷は受動的のままである。
最大納入作業の負荷パルスを選択するプロトコル内では、サイクルパワーは有限衝突数でピークし、納入作業はスキャンされた範囲で増加し続ける。
テスト範囲では、キラル対称性を保ったホッピング障害を乗り越える利点がある。
オンサイト障害はこの対称性を破り、わずかな負荷を受動的に残す。
トポロジーは局所的なアクセスチャネルを提供し、スペクトルマッチングと対称性は保存されたエネルギーが局所的な作業に役立つかどうかを決定する。
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