La località cumulativa governa la ricarica quantistica collettiva

Abstract degli autori

Le batterie quantistiche possono superare le loro controparti classiche grazie a effetti quantistici collettivi, ma le condizioni che rendono possibile questo vantaggio restano poco chiare. Usando una classe generica di dispositivi di ricarica a fermioni liberi, dimostriamo che gli operatori globali non sono sufficienti per ottenere una ricarica superestensiva scalabile e che è necessaria una gerarchia cumulativa di operatori a molti corpi. La struttura della batteria determina l’entità del vantaggio. Giungiamo a questo risultato mettendo in relazione la potenza di ricarica con la norma del commutatore tra le hamiltoniane della batteria e del dispositivo di ricarica e ricavando un limite superiore che tiene conto soltanto dei termini che non commutano. Inoltre, riesaminiamo il concetto di numero di partecipazione e ne proponiamo una definizione effettiva che tiene conto della forza relativa dei termini che contribuiscono, mettendola in relazione con la legge di scala della potenza di ricarica. I nostri risultati, che non si limitano alle hamiltoniane quadratiche, stabiliscono che la località cumulativa è una risorsa fondamentale per ottenere un vantaggio nella ricarica quantistica.