在集体开放量子电池中通过腔失谐实现Ergotropy保护

本研究探讨了在超辐射衰减条件下开放集体量子电池的性能与ergotropy保护机制。通过在中介腔中采用被动光谱失谐策略,该工作解析推导并数值验证了最优失谐值(Δ*),该值可对系统进行光谱隔离并保护量子相干性,使单量子比特的ergotropy提升高达1088%,且当N≥3时展现出超广域集体优势。该分析揭示了一个“非马尔可夫悖论”:最大化ergotropy并不严格需要非马尔可夫记忆效应;相反,通过失谐抑制环境记忆能最优地保护作为基础资源的相干性。跨不同环境的生存图谱表明,热噪声对相干性的耗散程度远甚于电报噪声。最后,该研究证明了有效耦合的集体放大效应(g_eff = g√N)必然将大尺度量子比特阵列推入超强耦合区域,从而为Tavis-Cummings描述的有效性及当前ergotropy保护协议设定了定量上限N_max。
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提交arXiv: 2026-05-05 17:58

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