利用算符操作的高斯波包自由演化
量子物理
2023-06-07 v1
摘要
高斯波包的自由演化是本科量子课程中常通过直接求解含时薛定谔微分方程来讨论的问题。在本工作中，我们提供了一种计算自由演化的替代方法：认识到高斯波包可被视为频率被调节以给出高斯初始宽度的谐振子基态，而由自由粒子哈密顿量给出的时间演化等同于对谐振子基态施加含时压缩算符。仅通过算符操作（包括 Hadamard 引理与指数解缠恒等式）便使我们能直接求解该问题。随着量子教学演进到包含更多量子信息科学应用，使用压缩形式重做这一著名问题将帮助学生建立关于压缩态如何用于量子传感的直觉。
引用
@article{arxiv.2305.00059,
title = {Free expansion of a Gaussian wavepacket using operator manipulations},
author = {Alessandro M. Orjuela and J. K. Freericks},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.00059},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in American Journal of Physics