用于量子能量存储的储层工程异常点

“奇异点”是光谱奇点,其本征值和本征向量会坍缩为单一模式,导致系统行为突变,并对微小扰动高度敏感。尽管该现象在光学和量子系统中被广泛研究,但将其用于量子系统储能仍存在困难,因为现有方法依赖于增益、精确平衡损耗或显式非厄米哈密顿量。该团队提出了一种量子储能机制,在一个完全被动且物理自洽的开放量子系统中实现了奇异点物理。研究人员摒弃放大手段,转而采用保迹的库工程,通过耗散介质在充电模式与存储模式间建立有效复相互作用,从而直接在海森堡-朗之万方程的漂移矩阵中生成奇异点,同时保持完全正定性。由此产生的动力学呈现两种状态:一种是存储能量趋于饱和的稳定相,另一种是在有界相干驱动下能量呈指数增长的破缺相。这种快速充电源自耗散干涉效应——它无需增益介质或非线性放大即可大幅提升模式间的能量流动。该机制与光力学器件、超导电路及磁振子系统兼容,为快速、鲁棒且可扩展的量子储能技术提供了可行路径,同时为量子热力学开辟了新方向。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-11-25 18:04

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