强耦合众多量子电池中的快速稳定集体充放电抑制
量子物理
2026-04-30 v4
摘要
在强系统-环境耦合下,实现量子电池(QBs)的快速稳定能量存储仍是关键挑战,其中非马尔可夫效应尤为突出。虽然大多数前期研究聚焦于弱耦合 regime,但本文提出一种众多量子电池模型,在非扰动 regime 下展现集体充放电抑制。该模型采用 型配置,多个电池单元共享一个激发态并拥有各自基态,形成有效的集体结构。为准确捕捉强耦合下的动力学,系统的时间演化由包含通过 Debye 谱密度实现记忆效应的 Redfield 类型 master 方程控制。我们采用ergotropy量化储存能量,并分析隧穿、驱动强度、谱宽及环境温度对充电性能的影响。数值仿真表明,优化驱动和储库工程可同时实现快速稳定充电并抑制能量泄漏。这些结果为强耦合热力学提供理论洞见,并指导利用固体或原子系统设计稳健的 QB 平台。
引用
@article{arxiv.2502.08665,
title = {Rapid and Stable Collective Charging and Discharge Suppression in Strongly Coupled Many-Body Quantum Batteries},
author = {Shun-Cai Zhao and Yi-Fan Yang and Ni-Ya Zhuang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.08665},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 11 figures