Optimal quantum control of charging quantum batteries
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Quantum control allows us to address the problem of engineering quantum dynamics for special purposes. While recently the field of quantum batteries has attracted much attention, optimization of their charging has not benefited from the quantum control methods. Here we fill this gap by using an optimization method. We apply for the first time the convergent iterative method for the control of the population of a bipartite quantum system in two cases, starting with a qubit-qubit case. The quantum charger-battery system is considered here, where the energy is pumped into the charger by an external classical electromagnetic field. Secondly, we systematically extend our investigation to a second case involving two harmonic oscillators in the Gaussian regime, presenting an original formulation of the method. In both cases, the charger is considered to be an open dissipative system, as its interaction with the drive may require a more pronounced exposure to general interaction with environment. A key consideration in our optimization strategy is the practical concern of turning the charging external field on and off. We find that optimizing the pulse shape yields a substantial enhancement in both the power and efficiency of the charging process compared to a sinusoidal drive. The harmonic oscillator configuration of quantum batteries is particularly intriguing, as the optimal driving pulse remains effective regardless of the environmental temperature. This study introduces a novel approach to quantum battery charging optimization, opening avenues for enhanced performance in real-world applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».