通过腔相互作用抑制量子电池的自放电

该研究分析了一种双腔结构,其中含 \(N\) 个量子比特的有损腔与辅助腔相干耦合,作为非零温度下开放量子电池存储阶段的一种资源。在共振构型下的局部林德布拉德处理中,该研究发现,腔间耦合增强了在所有初始制备、电池尺寸和所考察温度下对自放电的抑制,且随着平均热占据数增加,保护效果平稳下降。对于单量子比特,纯叠加态的能量基相干性比完全激发态带来更好的长期保持效果,凸显了量子相干性在保护存储能量免受热退化方面的有益作用。对于两量子比特电池,与完全激发态相比,贝尔态制备表现出增强的长期可提取功保持能力,而在所考虑的参数范围内,量子比特间相互作用的引入仅对相互作用类型和强度产生微弱依赖。将该分析扩展到具有全对全海森堡相互作用的多量子比特GHZ充电电池中,该研究发现,归一化保持可提取功随量子比特数单调增加。这一行为与对称Dicke流形中量子比特-腔耦合的集体增强一致,表明更大的量子电池能从改进的自放电防护中受益。这些发现确立了腔辅助保护作为一种有前景的策略,用于缓解自放电,并在实验可实现的平台上实现长寿命量子电池。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-22 23:11

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