巨原子量子电池

环境诱导的退相干对量子能量存储系统构成了根本性挑战,会导致量子电池(QB)出现不可逆的能量耗散与性能老化。为解决该问题,该研究团队提出利用巨型原子(GA)的非局域耦合特性构建QB方案。在此架构中,QB及其充电器均采用具有多个非局域耦合点的超导GA,通过共享微波波导实现连接。通过将原子设计为“编织构型”(即耦合路径在空间上交错排列),研究人员发现该系统会涌现出抗退相干的相互作用动力学。这种独特几何结构能在保持充能单元与QB间相干能量转移的同时,使退相干通道产生相消干涉,从而有效抑制波导介导耗散引发的老化效应。研究对比了分离式与嵌套式耦合构型的充电特性,结果表明这两种构型性能均逊于编织构型。此外,该工作还提出一种长程手性充电方案,通过调控外加磁通量即可实现充能单元与电池间单向能量转移及流向反转。该成果为在GA工程电路中实施抗退相干充电协议及远程手性QB提供了设计准则。
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提交arXiv: 2025-10-27 01:20

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