生物光模拟非互易量子电池的热力学

该研究团队提出了一种受细菌光捕获复合体结构启发的全功能非互易量子电池理论模型。研究人员将功能性角色赋予集体量子光学亚辐射态和超辐射态,并引入单模腔体辅助能量存储。通过针对电池几何结构定制的有效非厄米特哈密顿量获得跃迁速率,并将其输入主方程以揭示时间演化动态。 该工作系统研究了包括能量存储、泄漏、功函、功提取、通量和功率在内的完整热力学性能。研究观察到不同环尺寸下的优化效果,每种尺寸都在其特定能量功能上达到峰值。环结构与中央系统的强耦合虽然增强了电池储能能力,却会降低功率输出能力。功函值超过容量并随系统尺寸增大呈线性趋近,在强耦合条件下原本存在的最佳小型化机制会消失。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-16 13:36

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