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關(guān)注
任務(wù)
我國科研團隊合作在量子電池可提取功的理論研究方面獲進展 現(xiàn)代實驗技術(shù)可實現(xiàn)在量子比特層面上探測和操縱物理系統(tǒng)，這要求科研人員在微觀尺度上考慮量子特性來重構(gòu)熱力學(xué)及動力學(xué)規(guī)律。近年來，量子信息理論學(xué)家針對量子糾纏、量子相干以及其他量子關(guān)聯(lián)建立起相應(yīng)的量子資源理論。盡管這些量子資源理論深化了科學(xué)家對于糾纏和相干的理解，但在有限時間非平衡熱力學(xué)過程中不同量子關(guān)聯(lián)之間會出現(xiàn)復(fù)雜的耦合，從而使得研究量子多體非平衡動力學(xué)頗為困難。關(guān)于量子電池的研究是備受關(guān)注的量子科技問題，其中之一就是探究量子關(guān)聯(lián)對于可提取功的影響。同時，在量子電池充電動力學(xué)過程中存在的不同類型的可提取功為理論分析帶來困難，故剖析糾纏和相干對于量子電池可提取功的影響是重要的難題。 該團隊首次證明了量子相干或量子糾纏在量子電池產(chǎn)生可提取功的過程中是必不可少的量子資源，并將可提取功分為相干可提取功和非相干可提取功兩部分，證明了當量子電池充電動力學(xué)結(jié)束時，相干性有助于提高相干功，但相干和糾纏又抑制了非相干功的產(chǎn)生，且這些結(jié)論與模型無關(guān)。研究進一步通過中心自旋量子電池、Tavis-Cummings量子電池和XXZ自旋鏈量子電池，展示量子糾纏、量子相干與電池可提取功之間的準確的聯(lián)系（如圖）。該工作為后續(xù)實驗和理論研究提供了重要指導(dǎo)。  中心自旋量子電池圖 相關(guān)研究成果以《量子電池中的糾纏、相干和可提取的功》（Entanglement, coherence, and extractable work in quantum batteries）為題，發(fā)表在Physical Review Letters上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金的支持。 論文連接：https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.129.130602 |
