超强耦合耗散微脉泽量子电池的最优控制

我们研究了在环境耗散下，运行于超强耦合（USC）区域的微脉泽量子电池的开放系统动力学。该电池由一个单模电磁腔组成，通过Rabi哈密顿量与作为充电器的一连串量子比特顺序相互作用。耗散效应源于量子比特-腔系统与热浴的弱耦合。在USC区域不可忽略的反旋项显著提高了充电速度，但在无耗散情况下也导致了无界能量增长和高度混合的腔态。每次量子比特-腔相互作用期间的耗散减轻了这些不利影响，产生了有限能量和ergotropy的稳态。对量子比特制备和相互作用时间的最优控制通过以下方式提升了电池性能：(i) 通过优化的充电协议最大化存储的ergotropy；(ii) 通过优化的基于测量的被动反馈策略，稳定存储的ergotropy以抵抗耗散损失。总体而言，我们的数值结果表明，超强光-物质耦合、受控耗散和优化控制策略的相互作用，使得微脉泽量子电池在现实条件下能够实现增强的充电性能和长期稳定性。