量子科技中心_量科网

该研究团队探究了量子电池在与由两个量子比特组成的结构化储层耦合时的充电动力学，其中每个量子比特均处于各自玻色子热库的热平衡态。通过三种不同构型，该结构化储层与充电器-电池模型发生相互作用：（I）储层量子比特与电池直接耦合；（II）储层量子比特、充电器与电池三者共同耦合；（III）储层量子比特与充电器共同耦合，同时充电器与电池存在局域相互作用。针对非相干与相干初始态，研究人员分析了电池的储存能量、可用功（ergotropy）及充电功率，并根据相干自由能及各子系统间交换的关联性，建立了电池最大可提取功的上限与下限。研究结果表明：相互作用模式的特性及相干性的存在，从根本上决定了充电效率与最大可用功。该工作证实，子系统间的关联交换（以全局相干性与局域相干性之差为量化指标）可作为功提取的资源。这些发现为理解相干性、粒子数布局及结构化环境作为自主量子电池的资源提供了新视角，并在超导量子比特体系内提出了可供实验验证的理论预测。