一种用于模拟量子光学中单激发态的快速高阶数值方法
数值分析
2023-07-10 v2 数值分析
量子物理
摘要
我们考虑一个非局部偏微分方程的数值求解，该方程模拟了含单个光子的二能级原子系统中的集体自发辐射过程。我们将问题重新表述为关于原子自由度的积分微分方程，并针对高斯原子密度情形描述了一种高效求解器。由积分表述引起的历史依赖问题通过指数和（sum-of-exponentials）历史压缩加以解决。我们在两个具有物理意义的系统上演示了该求解器：第一个系统中，一个初始激发的原子通过自发辐射衰变为一个光子；第二个系统中，利用光脉冲激发一个原子，随后该原子发生衰变。
引用
@article{arxiv.2109.06956,
title = {A fast, high-order numerical method for the simulation of single-excitation states in quantum optics},
author = {Jeremy Hoskins and Jason Kaye and Manas Rachh and John C. Schotland},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.06956},
year = {2023}
}