Dicke量子电池中增强的能量转移

我们从理论上研究了由耦合到单模腔光子的$N$个二能级系统（TLS）阵列组成的Dicke量子电池中充电功率的增强。在$N$较小的极限下，我们解析求解了完整充电过程的时间演化。发现驱动哈密顿量的本征矢为伪厄米多项式，因此该演化可解释为类谐振子行为。我们发现此过程中存在一个普适的翻转时长，与腔内TLS的数量无关。接着我们证明，在转移相同能量时，使用集体协议的 average charging power 是并行充电协议的$\sqrt{N}$倍。与以往研究不同，我们指出这种量子优势并非源于纠缠，而是由于TLS之间的相干协同相互作用。我们的结果为Dicke电池的动力学充电过程提供了直观的定量见解，并可在实际实验条件下观测到。