借助Dzyaloshinskii-Moriya相互作用实现量子电池的海森堡自旋链模型

该工作通过引入由八个量子比特组成的海森堡自旋链模型(包含开放、闭合和超立方体三种几何构型),研究了量子自旋链在量子电池中的能量存储特性。研究团队采用包含电池项、自旋-自旋相互作用和横向磁场的哈密顿量,系统考察了这些体系的充电动力学行为。研究发现,在XXZ模型中引入Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)能显著提高遍历功,尤其对于超立方体构型,从而增强量子电池性能。研究人员进一步探索了邻近耦合强度变化和系统规模(8/12量子比特)对充电功率与遍历功的影响,分析表明在特定相互作用强度下,超立方体构型可实现近乎最优的充放电效率。对于12量子比特的二十面体结构,该研究团队获得了与超立方体相当甚至更优的性能指标和遍历功。

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