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黑洞类比中增强 scrambling 的量子电池充电

量子物理 2026-03-24 v5 广义相对论与量子宇宙学

摘要

黑洞是自然界最快的量子信息 scrambler,这一现象可通过引力类比系统(如位置依赖的 XY 自旋链)来捕捉。在这些模型中,scrambling 动力学完全由跃迁相互作用剖面决定,与系统尺寸无关。利用此类弯曲时空类比作为量子电池,我们探讨黑洞 scrambling 如何通过受控猝灭预设 scrambling 参数来影响充电过程。我们的分析表明,猝灭后与猝灭前 scrambling 参数之间的有意差异可显著增强猝灭充电协议中的最大储能 EmaxE_{\max} 和峰值充电功率 PmaxP_{\max}。此外,可提取功和储能的峰值重合。这是因为系统在弱扰动下的演化保持在基态附近,导致被动态能量与基态能量几乎相同。最优充电时间 τ\tau_* 对预设初始视界参数 xh0x_{h0} 几乎没有依赖,而随猝灭视界参数 xhtx_{ht} 增大单调递减。这种时间压缩将高功率操作限制在猝灭后 scrambling 强烈的区域(xht>xh0x_{ht} > x_{h0}),展示了由时空模拟 scrambling 动力学加速的充电过程。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.23598,
  title  = {Scrambling-Enhanced Quantum Battery Charging in Black Hole Analogues},
  author = {Zhilong Liu and Ying Li and Zehua Tian and Jieci Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.23598},
  year   = {2026}
}

备注

10 pages, 8 figures