带反射边界的Unruh-DeWitt电池的耗散抑制
在开放量子系统框架下,该研究团队研究了加速量子电池(QB)的动力学行为,其模型化为与真实无质量标量量子场相互作用的Unruh-DeWitt探测器。该量子电池由作为充电器的外部经典力驱动。该设置中的主要挑战是环境诱导的退相干效应,这会导致量子电池的能量耗散。加速运动加剧了这种耗散,表现为与自由空间中处于热浴的静态量子电池所经历效应类似的现象,这与安鲁效应一致。为克服这些挑战,研究人员在空间中引入了反射边界,该边界改变了场的真空涨落,并导致Unruh-DeWitt型量子电池出现位置依赖的耗散抑制。分析表明,当量子电池接近边界时,相关耗散显著降低。特别是当量子电池极度靠近边界时,耗散几乎被消除,如同量子电池处于封闭系统。此外,该工作发现了与量子电池加速相关的特征长度尺度。当量子电池与边界的距离远小于该尺度时,边界能有效抑制耗散,且这种抑制效果对加速量子电池和处于热浴的静态量子电池完全一致。反之,当距离超过该尺度时,抑制效果减弱并呈现出两种情况间的显著差异。该成果揭示了通过边界调控真空涨落来有效抑制耗散的潜力,为优化量子电池性能提供了重要见解。该研究为发展相对论框架下的高效量子储能系统开辟了新路径。
