Quantum batteries are miniature energy storage devices and play a very important role in quantum thermo-dynamics. In recent years, quantum batteries have been extensively studied, but limited in theoretical level. Here we report the experimental realization of a quantum battery based on superconducting qutrit. Our model explores dark and bright states to achieve stable and powerful charging processes, respectively. Our scheme makes use of the quantum adiabatic brachistochrone, which allows us to speed up the battery ergotropy injection. Due to the inherent interaction of the system with its surrounding, the battery exhibits a self-discharge, which is shown to be described by a supercapacitor-like self-discharging mechanism. Our results paves the way for proposals of new superconducting circuits able to store extractable work for further usage.

Neste artigo descrevemos os fundamentos da computação quântica adiabática, que consiste na interpolação de diferentes Hamiltonianos, desde um Hamiltoniano inicial, com autoestados e autoenergias conhecidos, até um Hamiltoniano final, onde é codificada a solução de um dado problema. Em particular, discutimos o método do annealing quântico, que é utilizado pela empresa canadense D-Wave, pioneira nessa área. Primeiramente apresentamos uma das demonstrações do teorema adiabático quântico e de uma condição de adiabaticidade para evolução de sistemas quânticos. Para exemplificar, descrevemos a implementação do algoritmo de Grover via computação quântica adiabática, discutindo os impactos da escolha da forma de interpolação dos Hamiltonianos inicial e final na complexidade do algoritmo. Em seguida, mostramos um algoritmo para o problema do caixeiro viajante executável na plataforma da D-Wave. Por fim, apresentamos aspectos físicos importantes da tecnologia dos computadores quânticos da D-Wave, expondo suas vantagens e desvantagens, além de descrever qualitativamente a engenharia de seu processador quântico.