Purcell效应与量子Zeno效应抑制量子电池的自放电

量子电池（QB）作为一种能量存储与转移装置，不仅相比经典电化学电池显示出明显优势，而且在量子信息中也有重要应用。自放电是开放量子电池中存储有用功的主要障碍，尤其是当充电器本身提供了不可避免的损耗通道时。在这里，我们表明通过将Purcell效应与量子Zeno效应相结合，这种由充电器引起的损耗可以转化为一种保护机制。我们揭示，虚光子过程和Purcell效应可以诱导从强耦合区间到量子Zeno区间的转变，在该区间内，充电器的耗散越强，量子电池的自放电效应越弱。因此，在我们的方案中，充电器对量子电池造成的耗散可以被抑制四个数量级。同时，由Purcell效应诱导的量子Zeno效应还可以避免量子电池与充电器之间的能量回流。由于耗散被显著抑制，量子电池的存储能量可以被充至接近满态，并且存储的能量几乎全部转化为可提取功，从而大大提高了能量转换效率。