开放量子电池的绝热充电

我们重新审视了三能级量子电池(QB)的绝热充电，采用绝热量子母方程形式。我们限制在弱耦合 regime 下，考虑 Ohmic 热浴，研究松弛和去相位对充电过程的影响。我们分析了储能、ergotropy 以及 QB 效率随演化总时间 $t_f$ 的依赖性。我们证明，在非常短的充电时间($t_f$)时，即演化高度非绝热时，储能和 ergotropy 非常小。然而，随着 $t_f$ 的增加，我们显示存在一种最优充电时间 $t_f^{opt}$，实现最大能量充电，使得在低温下可完全充电并有效提取其全部能量。注意到，最优充电时间可以通过调整系统与环境之间耦合强度以及合适的哈密顿参数来减小，从而加速充电过程。另一方面，我们显示，在非常长的充电时间 $t_f$ 时，充电能量、ergotropy 和效率会因热激发而降低。为更深入了解问题，我们研究了在最优充电时间 $t_f^{opt}$ 时系统密度矩阵与相应热态之间使用一范数距离。