|
Title
|
|
|
|
Gaussian quantum trajectories for the variational simulation of open quantum systems with photonic applications
|
|
|
Author
|
|
|
|
|
|
|
Abstract
|
|
|
|
| Fysica is de wetenschap die de wereld tracht te beschrijven met fundamentele natuurwetten. Voor heel kleine systemen weten we nu een eeuw dat deze wetten die van de kwantummechanica zijn, volgens dewelke tijdsevolutie wordt beschreven via de Schrödingervergelijking. Voor sommige wat grotere veeldeeltjessystemen (bijvoorbeeld supergeleiders-waarin elektriciteit stroomt zonder weerstand- of vloeibaar helium-dat kan vloeien zonder wrijving-) kunnen kwantumeffecten echter nog steeds belangrijk zijn, terwijl het onmogelijk wordt om met de Schrödingervergelijking zelf te werken voor simulaties. Dit is omdat je daarvoor veel meer getallen zou moeten volgen dan er beschikbaar zijn in een computergeheugen. Daarom zijn werden er benaderende methodes opgesteld die enkel de belangrijkste kwantumeffecten in rekening nemen, en deze leiden vaak tot nuttige resultaten. Een voorbeeld van zo’n benaderende methode is de Gaussische aanname. Sinds het eind van de vorige eeuw is er daarnaast een groeiende interesse voor open kwantumsystemen, die energie en deeltjes met een omgeving uitwisselen. Deze situatie treedt voornamelijk op wanneer je kwantumeffecten van licht wil bestuderen: er lekt altijd wat van dit licht weg uit het systeem. Het effect van dit weglekken is dat er bijkomende ruis optreedt in de Schrödingervergelijking. Ook deze aanpak werkt enkel voor kleine systemen. Wat nu met grote open veeldeetjessystemen? Deze zijn fysisch interessant omdat er exotische niet-evenwichtseffecten in kunnen plaatsvinden. Verder kunnen ze ook een platform bieden voor toepassingen binnen de kwantuminformatica (bv. kwantumcomputers). Maar opnieuw is het aantal getallen nodig voor de Schrödingervergelijking-met-ruis een beperking. Hoe kunnen we zulke systemen op een computer simuleren? In deze thesis toon ik aan dat de Gaussische aanname ook zinvol naar zulke open veeldeeltjessystemen kan uitgebreid worden om simulatie van zulke systemen mogelijk te maken. Via deze methode bestuderen we vervolgens twee geavanceerde toepassingen: een rooster van licht dat zich als een magneet bij eindige temperatuur gedraagt, en een Bose-Einsteincondensaat van licht, waar duizenden lichtdeeltjes ‘in de pas gaan lopen’. |
|
|
|
Language
|
|
|
|
English
|
|
|
Publication
|
|
|
|
Antwerpen
:
Universiteit Antwerpen, Faculteit Wetenschappen, Departement Fysica
,
2020
|
|
|
DOI
|
|
|
|
10.13140/RG.2.2.18971.08480
|
|
|
Volume/pages
|
|
|
|
192 p.
|
|
|
Note
|
|
|
|
:
Wouters, Michiel [Supervisor]
|
|
|
Full text (Publisher's DOI)
|
|
|
|
|
|
|
Full text (open access)
|
|
|
|
|
|