量子行走作为设计稳健量子电池的工具:拓扑与手性的作用

从量子电池中可提取的最大功受限于该系统的“功容”(ergotropy),这一特性由哈密顿量的谱性质决定。本工作中,研究人员采用量子行走的形式化方法,研究了电池拓扑结构与哈密顿量手性如何共同影响其作为储能单元的性能。该团队基于环形、完全图和轮形图结构分析了电池单元的架构,并考察了噪声环境下的行为特征。结果表明,这些结构展现出差异化的功容标度规律,其中手性与拓扑的协同作用提供了一种可调控机制,既能优化功提取效率,又能增强对退相干效应的鲁棒性。特别值得注意的是,在完全图量子单元中,手性在不改变尺寸线性标度的前提下提升了功容;而对于环形单元,则弥合了奇偶单元数配置间的性能差距。此外,手性还可用于强制哈密顿量简并,这种条件能避免纯退相位过程导致功容消失。该研究证实,拓扑结构与手性是提升功容的关键资源,为优化量子能源器件与协议提供了设计准则。
作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2025-10-22 17:59

量科快讯