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Chinese Optics

耗散腔中运动辅助量子电池的能量保存

REN Tian-Xi, Yan CHEN, Jia Min Tan, CAO Zhao-liang, Xiang HAO

Published Jan 1, 2025• 0 citations
Publisher

Abstract

作为量子领域的潜在能源供给系统，量子电池不可避免地经历由环境退相干诱导的提取功衰变过程。为了抑制能量耗散，本文提出了一种运动原子电池方案，其中原子所在的耗散腔与结构化环境发生耦合作用。本文通过开放量子系统方法，研究了量子电池最大提取功的动力学特性。我们发现，在非马尔可夫环境中，量子电池提取功的衰减显著减缓。相比于静止状态，当量子电池处于运动状态时，量子电池的存储性能得到了提升。这种能量保存效应在较高运动速度下更加显著。当环境记忆效应与运动控制同时作用时，两者有助于延长量子电池的放电寿命。此外，我们还研究了环境温度、随机噪声以及量子纠缠的影响。这些结论为开放量子电池提供了一种可行方案。

DOI
10.37188/co.en-2025-0015

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作为经典随机行走在量子世界的对应，量子行走在量子相干性和纠缠的作用下，能够以更快的速度使行走者遍历所有位置，可以应用于实现各类算法，加速解决各类问题。此外，作为描述微观粒子动力学演化的有效模型，量子行走还可以作为普适的平台实现所有幺正演化，实现量子态制备、量子逻辑门操作和量子测量等，进而实现信息处理中所有关键步骤。近年来，量子行走中的新机理和新应用的研究成为了人们普遍关注的焦点。首先介绍量子行走基本模型，再结合近年来本课题组在量子行走方向上取得的相关研究成果，介绍量子行走在实现量子通信、量子计算和量子测量方面的研究进展。

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