Spin-Squeezing-Enhanced Charging for Quantum Dicke Batteries

作者
Ke-Xiong Yan,Jia-Wen Yu,Yiming Yu,Junhao Lin,Liu S,Ye‐Hong Chen,Yan Xia,Franco Nori
出处
期刊:Cornell University - arXiv [Cornell University]
被引量:1
标识
DOI:10.48550/arxiv.2606.31014
摘要

High-power Dicke quantum batteries (QBs) typically exploit collective superradiance, whereas intrinsic matter-matter interactions are conventionally considered detrimental. Here, we propose a counterintuitive paradigm: these interactions can be controlled and repurposed as a synergistic resource to enhance charging power and capacity. In the low-excitation limit, transverse interactions induce collective spin squeezing, causing critical mode softening and an exponential enhancement of effective coupling, which significantly boosts charging power. At higher excitations, these interactions act as a macroscopic nonlinear torque. By appropriately aligning this torque, we effectively lower phase-space dynamical barriers, guiding the system along optimal rapid-charging paths. Importantly, this cooperative enhancement remains highly robust under realistic dissipation, outperforming ideal, dissipationless Dicke QBs in specific regimes. Our results provide a blueprint for exploiting matter interactions to design dissipation-resistant, high-performance many-body QBs.

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