缺乏全局操作时的超扩展充电功率
量子物理
2025-12-02 v1
摘要
量子电池已成为探讨量子效应是否能超越经典极限进行能量存储的平台。尽管已有多种充电方案报告了量子优势的迹象，但实现超扩展充电功率的根本物理要求仍不充分理解。本文表明，除哈密顿局域性外，关键结构属性是 g-扩展性——这一度量量子相互作用能量在晶格 sites 上的分布——对自旋晶格模型的充电性能施加了基本限制。我们证明，仅当相互作用能分布变得日益非均匀（即局部最大权重随系统规模增长）时，才可能实现超扩展功率缩放。这一标准解释了为何许多先前研究的协议即使哈密顿涉及大范围参与数，也未表现出超扩展功率。我们进一步演示，在一个实验相关的相互作用模型中，尽管相互作用阶数固定，充电功率仍可实现超扩展。我们的结果将 g-扩展性确立为直接充电协议中量子优势的必要资源，并提供了一套系统框架，用于识别和工程化能够在充电功率上超越经典对手的可行量子电池。
引用
@article{arxiv.2512.00788,
title = {Super-Extensive Charging Power in the Absence of Global Operations},
author = {Anupam and Sheryl Mathew and Sibasish Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.00788},
year = {2025}
}