集体开放量子电池中通过腔失谐实现 ergotropy 保护

本研究探讨了受超辐射衰变影响的开放集体量子电池的性能与 ergotropy 保护。通过在中间腔内采用被动光谱失谐策略，我们解析推导并数值验证了一个最优失谐值（$\Delta^*$），以在光谱上隔离系统并保护量子相干性，对于单量子比特实现了高达 1088% 的 ergotropy 提升，并在 $N \ge 3$ 时获得了超广延的集体优势。我们的分析解决了一个“非马尔可夫悖论”，揭示了最大化 ergotropy 并不严格要求非马尔可夫记忆；相反，通过失谐抑制环境记忆可以最优地保护作为基本资源的相干性。不同环境下的存活图谱表明，热噪声比电报噪声更严重地耗散相干性。最后，我们确立了有效耦合的集体放大（$g_{\rm eff} = g\sqrt{N}$）不可避免地将大型量子比特阵列驱动到超强耦合区，为 Tavis-Cummings 描述和当前的 ergotropy 保护协议的有效性提供了定量上限 $N_{\rm max}$。