波导量子电动力学中相位可调的远程非互易充电
远程量子电池需要在空间分隔的量子节点之间实现定向且可控的能量传输,然而现有的大多数协议依赖于充电器与电池之间直接的哈密顿量耦合。本文提出一种相位可调的波导量子电动力学架构,用于远程量子电池充电,其中受驱动的充电器与远程电池仅通过工程化的波导介导干涉进行耦合,无需任何直接的局域相互作用。该团队系统性地比较了四种构型:双巨原子构型与巨-小原子混合构型,每种构型分别采用开放波导或镜面端接波导。通过调控传播相位与耦合相位,波导介导的相干交换相互作用与集体耗散可达到平衡,从而抑制反向通道同时保留有限的正向通道,进而实现级联式的单向充电。分析表明,非互易性与存储效率可独立设计,为不同量子网络场景提供了设计灵活性。巨-小原子镜面端接构型同时实现了完美的非互易性与以电池为主导的存储,而两种巨-小原子构型均表现出与距离无关的方向性。将该方案扩展至二次驱动后,研究表明反常二阶矩使电池状态失去被动性,从而使得可抽取功成为有别于存储能量的性能指标。这些结果确立了相位可调波导网络作为远程量子能量传输的多功能平台,并为量子网络中定向且可做功提取的能量存储提供了设计原则。

