噪声诱导的 Zeno 类效应在自旋链量子电池中
量子物理
2025-09-10 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
量子电池是一种利用特定量子效应进行能量存储或状态存储的装置，对环境噪声敏感。本文展示了在赫氏 XYZ 模型下的自旋链量子电池中，恰当地工程化的噪声可诱导对充电过程的“Zeno 类”稳定效应。我们关注系统规模 N=6 的情况，该规模在计算成本与存储容量之间取得平衡。我们发现，能ergy-to-energy 比率 W(t)/E_B(t) 在某一时参数值处可达约 0.99。随后通过变化每个通道的噪声强度，我们发现不仅仅是退相干会降低性能，还可能在高噪声强度 regime 中稳定储存的能量和 ergotropy。例如，相位翻转信道会减慢充电速度并降低充电功率，但其放电行为会更慢地释放能量和 ergotropy，从而使电池可用于更长时间。相比之下，位翻转信道实现快速充电，但储存能量低且能量释放迅速。值得注意的是，位相翻转信道可以在高噪声强度 regime 下结合位翻转信道和相位翻转信道的优势。位相翻转信道支持加速充电并增强储存容量，而其放电行为类似于位翻转信道，具有快速能量释放。这些结果表明，在足够强的噪声下，环境退相干可诱导类似 Zeno 的稳定效应，使其在自旋链量子电池中实现增强的充电性能，并稳定储存的能量和 ergotropy。
引用
@article{arxiv.2509.01603,
title = {Noise-induced Zeno-like effect in a spin-chain quantum battery},
author = {Maulana M. Fajar and Beta N. Pratiwi and Subur Pramono and Gagus K. Sunnardianto and Ahmad R. T. Nugraha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01603},
year = {2025}
}