Optimización experimental de la carga de baterías cuánticas a través de un sistema de catalizadores

Las baterías cuánticas son sistemas cuánticos que potencialmente sirven como combustible para otros dispositivos cuánticos al recibir y suministrar energía. En esta carta, investigamos los procesos de carga de una batería cuántica de última generación hecha de un oscilador armónico, que puede almacenar cantidades infinitas de energía en principio. Simulamos experimentalmente el proceso de carga utilizando un sistema cuántico fotónico de alta dimensión con múltiples interferómetros concatenados. Nuestros experimentos demuestran que tanto la energía almacenada como la extraíble de la batería cuántica pueden mejorarse significativamente al introducir un sistema de catalizadores. Este protocolo de carga tiene el mismo rendimiento que optimizar la frecuencia del campo externo en el protocolo de carga directa, pero es más conveniente sin la necesidad de sondear la frecuencia global del sistema batería-carga. Desde el punto de vista de la innovación experimental, proponemos un método general para implementar de manera determinista un canal no unitario que preserva trazas arbitrarias y realizarlo experimentalmente. Nuestro trabajo muestra el potencial de esta interesante batería cuántica y arroja luz sobre las investigaciones experimentales de baterías cuánticas.