基于 Davies-Morris-Shore 框架的多电池量子能源:相互作用 qutrit 系统中的暗态与漏斗态
量子物理
2026-05-19 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
暗态和亚辐射态已成为稳定开放量子电池免除耗散的有前景资源,但现有研究大多局限于 qubit 集团和基于对称性的构建。本文引入了一个系统化、热力学一致的框架,用于识别相互作用多电池量子能源中长期存能状态,将 Davies 主方程与 Morris-Shore(MS)类型的耗散耦合块分解相结合。我们聚焦于两个相互作用 qutrit 耦合到共同浴中的最小模型,解析构筑暗态、明亮态和漏斗态——这些激发态仅衰减到受保护的流形中。我们还推导出由相互作用强度与非谐性之比决定的定量鲁棒性条件。我们表明,多电梯结构和交换相互作用使能源存储态超越 qubit 案例。数值模拟确认,这些态在现实耗散下表现出长期能源存储。最后,我们指出,高能漏斗态为多电池量子能源提供了自然的设计目标,因为其衰变路径高度结构化并指向受保护的流形。了解这些路径为在超导多电池平台上开发未来保护和控制策略提供了原则性依据。
引用
@article{arxiv.2604.18212,
title = {Davies-Morris-Shore Framework for Multilevel Quantum Batteries: Dark and Funnel States in Interacting Qutrit Systems},
author = {Yiğit Perçin and Özgür E. Müstecaplıoğlu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18212},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 4 figures, 34 references