Des batteries quantiques se chargent par explosions dans une boucle temporelle express
Dans les batteries quantiques, on peut accélérer la charge en mélangeant les étapes dans le temps, comme on battrait un jeu de cartes. Au lieu d'une croissance régulière de l'énergie, on observe de violentes explosions d'efficacité, comme des supernovae microscopiques au sein des atomes. Ces sursauts se répètent avec la précision des pulsars cosmiques, mais des milliards de fois plus souvent.
Les expériences menées sur les processeurs quantiques d'IonQ, Quantinuum et IBM ont montré que plus on boucle de chargeurs, plus les pics durent longtemps. De manière surprenante, le chaos thermique, qui dans les batteries ordinaires tue la charge, aide ici à emmagasiner l'énergie. C'est une voie vers des accumulateurs ultra-rapides pour les nanodispositifs, par exemple pour des implants alimentés par une seule impulsion.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2603.22761
Enhancement of quantum battery performance is a popular subject in quantum thermodynamics. An interesting phenomenon is the quick charging effect [Phys. Rev. Res. 6, 023136 (2024)], which has been explored by utilizing a quantum interferometric technique known as superposition of trajectories. A similar technique used to boost quantum battery performance is indefinite causal order. Here, we propose a new charging protocol that utilizes cyclic indefinite causal order, whereby $$N$$ charging sequences are superposed when utilizing $$N$$ chargers. We observe charging efficiency bursts when implementing our cyclic indefinite charging protocol. The duration of these bursts increase with $$N$$. Additionally, we present a circuit model to implement our charging protocol for the two-charger scenario and perform proof-of-concept demonstrations on IonQ, Quantinuum and IBMQ quantum processors. The results validate the existence of charging efficiency bursts as shown by our theoretical analysis and numerical simulations.
Le mouvement thermique des particules — l'entropie — fait généralement perdre de l'énergie aux piles. Ici, ce chaos devient un allié qui accélère la charge.