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量子ジャンプ法はモンテカルロ波動関数（MCWF）としても知られ、オープン量子システムと量子散逸をシミュレートするために使用される計算物理学の手法です。量子ジャンプ法は、カーマイケルによって開発された量子軌道理論として知られる同様の方法と同時期に、ダリバード、カスティン、モルマーによって開発されました。オープン量子システムに対する波動関数ベースのモンテカルロアプローチに関する他の同時代の研究には、ダム、ゾラー、リッチ、ヘガーフェルト、ウィルサーによるものがあります。 [1] [2]
方法
量子ジャンプ法は、密度行列アプローチではなく波動関数に作用する点を除けば、マスター方程式処理によく似たアプローチである。この方法の主な構成要素は、擬似ハミルトニアンを使用してシステムの波動関数を時間とともに進化させることである。各時間ステップで、量子ジャンプ（不連続変化）が一定の確率で発生する可能性がある。計算されたシステム状態を時間の関数として量子軌道と呼び、時間の関数として望ましい密度行列は、多数のシミュレートされた軌道を平均化することで計算できる。次元 N のヒルベルト空間の場合、波動関数の成分の数は N に等しく、密度行列の成分の数は N 2に等しい。その結果、特定の問題では、量子ジャンプ法は直接マスター方程式アプローチよりもパフォーマンス上の利点がある。[1]
参考文献
- ^ ab Mølmer, K.; Castin, Y.; Dalibard, J. (1993). 「量子光学におけるモンテカルロ波動関数法」. Journal of the Optical Society of America B . 10 (3): 524. Bibcode :1993JOSAB..10..524M. doi :10.1364/JOSAB.10.000524.
- ^ 関連する一次資料はそれぞれ以下のとおりです。
- Dalibard , Jean ; Castin, Yvan; Mølmer, Klaus (1992 年 2 月)。 「量子光学における散逸過程への波動関数アプローチ」。Physical Review Letters。68 (5): 580–583。arXiv : 0805.4002。Bibcode :1992PhRvL..68..580D。doi : 10.1103/PhysRevLett.68.580。PMID 10045937 。
- カーマイケル、ハワード (1993)。量子光学へのオープンシステムアプローチ。シュプリンガー・フェアラーク。ISBN 978-0-387-56634-4。
- Dum, R.; Zoller, P.; Ritsch, H. (1992). 「自然放出の原子マスター方程式のモンテカルロシミュレーション」. Physical Review A. 45 ( 7): 4879–4887. Bibcode :1992PhRvA..45.4879D. doi :10.1103/PhysRevA.45.4879. PMID 9907570.
- Hegerfeldt, GC; Wilser, TS (1992)。「集団システムか個別システムか、崩壊か非崩壊か: 単一放射原子の記述」。HD Doebner、W. Scherer、F. Schroeck, Jr. (編)。古典システムと量子システム(PDF)。第 2 回国際ウィグナーシンポジウムの議事録。World Scientific。pp. 104–105。
さらに読む
- Plenio, MB; Knight, PL (1998 年 1 月 1 日). 「量子光学における散逸ダイナミクスへの量子ジャンプアプローチ」.現代物理学レビュー. 70 (1): 101–144. arXiv : quant-ph/9702007 . Bibcode :1998RvMP...70..101P. doi :10.1103/RevModPhys.70.101. S2CID 14721909.
外部リンク
- mcsolve QuTiPのPython用量子ジャンプ (モンテカルロ) ソルバー。
- QuantumOptics.jl は、 Juliaの量子光学ツールボックスです。
- Matlab用量子光学ツールボックス