真空中及介电媒质内麦克斯韦方程的酉量子格点模拟
等离子体物理
2020-11-11 v2 计算物理
摘要
利用自相对论量子力学早期便已认识的狄拉克方程旋量表示与麦克斯韦方程之间的相似性，我们推导了均匀与非均匀媒质中麦克斯韦方程酉碰撞流算符的量子格点（QLA）表示。我们发展了二阶精度的 4 旋量格式，并成功测试了均匀媒质中二维（2D）高斯脉冲传播；而电磁高斯脉冲以法向（1D）入射到介电界面则需要 8 分量旋量。特别地，QLA 渐近剖面恢复了著名的相位变化、场振幅与剖面宽度。QLA 模拟给出了脉冲进入并跨越介电边界时的时变电磁场。QLA 涉及酉交错非对易碰撞与流算符，可编码于量子计算机上。非对易性是微扰恢复麦克斯韦方程的唯一原因。
引用
@article{arxiv.2002.08450,
title = {Unitary Quantum Lattice Simulations for Maxwell Equations in Vacuum and in Dielectric Media},
author = {George Vahala and Linda Vahala and Min Soe and Abhay Ram},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.08450},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 20 figures. More explanations on the incorporation of the inhomogeneous dielectric media through Hermitian operators