QDT - Quantum Dynamic Toolbox
QDT (Quantum Dynamic Toolbox) ist eine Matlab-Toolbox, mit der Sie gekoppelte Quantensysteme in der Energie-Eigenbasis einfach simulieren und analysieren können.
Die Toolbox ist eher auf Benutzerfreundlichkeit und Benutzerkomfort als auf reine Geschwindigkeit optimiert. QDT wurde in einer Forschungskooperation zwischen der Universität Bielefeld und der Universität Würzburg entwickelt.
Lassen Sie uns mit einem Beispiel beginnen: In vielen Veröffentlichungen finden Sie relativ einfach aussehende Zeichnungen wie diese:
Dieses Beispiel zeigt ein Zwei-Niveausystem oder auch "Qbits" welche über ein Plasmon oder über ein Lichtfeld gekoppelt sind, wobei beide in zweiter Quantisierung mit einem quantenmechanischen harmonischen Oszillator modelliert werden können. Solch ein Bild wird oft mit einem sehr kompliziert aussehenden Hamiltonian begleitet. In diesem Fall:
Wenn Sie also nicht genau wissen, was jedes dieser Symbole bedeutet und die genaue zugrunde liegende Matrixstruktur kennen und nicht viel Zeit zur Verfügung haben, haben Sie keine Chance, selbst Simulationen durchzuführen, obwohl das zugrunde liegende Quantensystem recht einfach zu verstehen und zu kommunizieren ist über Stift und Papier. Hier kommt QDT ins Spiel.
Das zugrunde liegende Ziel von QDT besteht darin, die Simulation eines Quantensystems wie des oben dargestellten so einfach zu machen wie das Zeichnen auf Papier. Mithilfe von QDT kann jede Entität im obigen System mit einer einzigen Codezeile ausgedrückt werden. Das ergibt fünf Zeilen: Zwei für die Qbits, zwei für die Kopplungen und eine für den harmonischen Oszillator. Dabei sind keinerlei Kenntnisse des Benutzers über die genaue mathematische Formulierung des Hamilton-Operators erforderlich. Der Hamiltonian wird völlig automatisch generiert und kann ebenso wie seine Bestandteile vom Benutzer analysiert werden, um sein eigenes Wissen zu vertiefen und sich zu vergewissern, dass die Mathematik korrekt ist.
QDT unterstützt die Simulation verschiedenster Systeme. Schauen Sie sich das Tutorial an, um einen Überblick über die Kernfunktionen zu erhalten.
