超强耦合状态下耗散微波激射量子电池的最优控制

该研究团队探究了在环境耗散下运行于超强耦合(USC)体系的微脉泽量子电池开放系统动力学。该电池由一个单模电磁腔构成,通过拉比哈密顿量与作为充电器的一系列量子比特依次相互作用。耗散效应源自量子比特-腔系统与热浴的弱耦合。在USC体系中不可忽略的反向旋转项显著提升了充电速度,但在无耗散情况下也会导致能量无限增长和腔态高度混合。每次量子比特-腔相互作用期间的耗散缓解了这些不利效应,从而产生具有有限能量和功函的稳态。通过对量子比特制备和相互作用时间的最优控制,电池性能在以下方面得到提升:(i) 通过优化充电协议最大化存储功函;(ii) 采用基于测量的优化被动反馈策略稳定存储功函以抵抗耗散损失。数值结果表明,超强光-物质耦合、受控耗散与优化控制策略的协同作用,使得微脉泽量子电池在实际条件下能同时实现增强的充电性能和长期稳定性。
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提交arXiv: 2026-01-15 10:57

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