量子电池的异常放电： ergotropic Mpemba 效应
量子物理
2025-07-04 v2
摘要
反常热弛豫在非平衡统计力学中无处不在。一个典型的例子是 Mpemba 效应，即初始“更热”的系统比初始“更冷”的系统冷却得更快。最近，该效应在各种不同的经典和量子场景中得到了研究。在本 Letter 中，我们在量子电池的背景下发现了 Mpemba 效应的新特征。我们识别出高电荷态电池比低电荷态电池放电更快的情形。具体而言，我们考虑编码在单个玻色子模式中的量子电池，该电池使用幺正高斯操作进行充电。我们证明，在此作为电池存储能量动力学指标的 ergotropy，在每一时刻可以重新表述为系统状态与幺正连接的被动态之间的相空间相对熵。我们的形式体系允许我们在耗散动力学下解析地计算 ergotropy，并使我们能够理解产生 Mpemba 效应的条件。我们还发现，使用不同操作充电至相同数值的两个电池可以以不同的速率放电。
引用
@article{arxiv.2412.13259,
title = {Anomalous discharging of quantum batteries: the ergotropic Mpemba effect},
author = {Ivan Medina and Oisín Culhane and Felix C. Binder and Gabriel T. Landi and John Goold},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.13259},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 4 figures. Close to published version