非完全正量子映射实现电池中高效的局域能量提取
量子物理
2024-06-19 v4
摘要
借助完全正保迹(CPTP)映射从量子电池中提取能量，引出了CPTP局域被动态的概念，其刻画了这样一种二分态：对任意子系统施加任何CPTP映射都无法从中榨取能量。我们针对任意维度证明，若某态相对于某一哈密顿量是CPTP局域被动的，则该态的任意份拷贝——包括渐近大量拷贝——也是CPTP局域被动的。我们进一步表明，在曾施加CPTP映射却无效的共享电池的同一部分上，采用非完全正保迹(NCPTP)但仍可物理实现的映射，能够从CPTP局域被动态中高效提取能量。此外，我们给出了使用局域CPTP操作的最大可提取能量，并随后给出一类显式的态及相应哈密顿量，其最大值可被物理局域NCPTP映射超越。我们给出了任意二分态在相对于任意但固定的哈密顿量、对一方使用非完全正保迹(NCPTP)操作而无法供给任何能量的充要条件以及另一必要条件。我们在量子电池中CPTP与NCPTP操作之于能量提取的相对地位，与可蒸馏纠缠同纠缠代价之于纠缠渐近局域操作之间的关联之间建立了类比。NCPTP映射对CPTP被动及CPTP非被动电池态所能超越的最大可提取能量，可作为量子映射非CPTP性的探测器。
引用
@article{arxiv.2307.16746,
title = {Noncompletely Positive Quantum Maps Enable Efficient Local Energy Extraction in Batteries},
author = {Aparajita Bhattacharyya and Kornikar Sen and Ujjwal Sen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.16746},
year = {2024}
}
备注
v4: Published version, note about implementability added, title changed, presentation bettered, 15 pages with 3 figs including supplementary material; v3: Necessary and sufficient condition for NCPTP-local passivity added