自旋链量子电池中的类芝诺效应

量子电池可被视为利用相干性及其他量子效应的能量或状态存储装置,其对环境噪声极为敏感。该团队研究表明,当经过适当设计时,环境噪声可在自旋链量子电池中诱导充电过程呈现“类芝诺”稳定态。为探究这种相互作用,研究人员选取系统尺寸N=6进行建模——该规模既能保证较高存储容量与适中计算成本,更重要的是因各态历经功与总容量几乎重合,使存储能量几乎可完全提取。该工作分析了三种局域噪声信道:比特翻转、相位翻转及比特相位混合翻转。通过调节各信道强度来模拟频繁的环境监测(类似量子芝诺效应),并追踪其对充电动力学及存储能量的影响。研究发现:相位翻转信道在强噪声下会减缓充电速度,但能稳定存储能量与各态历经功;比特翻转信道可实现更快充电,但容量饱和值较低;而比特相位混合翻转信道兼具两者特性。在放电阶段,不同噪声信道会导致显著差异的能量释放动力学, paradoxically 证明噪声既能增强又可稳定量子电池的运行性能。

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