qutip
Simular física quântica com QuTiP
Também disponível em: davila7
Sistemas quânticos requerem ferramentas de simulação especializadas. O QuTiP fornece resolvedores para sistemas quânticos abertos com equações mestras, dinâmica de Lindblad e decoerência. Use esta habilidade para modelar óptica quântica, QED de cavidade e processos quânticos dissipativos.
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Testar
A utilizar "qutip". Criar um estado térmico no QuTiP com número médio de fótons 2
Resultado esperado:
- Criada matriz densidade térmica para espaço de Hilbert N=10
- Número médio de fótons n_avg=2.0
- Entropia de von Neumann calculada: S = 0.92
- Visualizada distribuição de Fock mostrando estatísticas térmicas de fótons
A utilizar "qutip". Simular evolução de estado quântico sob equação mestra de Lindblad
Resultado esperado:
- Hamiltoniano: sigmaz() com omega = 1.0
- Operadores de colapso: sqrt(0.1) * destroy(N)
- Evolução temporal: 0 a 10 com 200 pontos temporais
- Valor final de expectativa <n> = 1.47 (decaído do valor inicial 3.0)
Auditoria de Segurança
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Fatores de risco
⚡ Contém scripts (1)
⚙️ Comandos externos (2)
🌐 Acesso à rede (1)
Pontuação de qualidade
O Que Você Pode Construir
Dinâmicas quânticas de sistemas abertos
Modelar decoerência e dissipação em experimentos de óptica quântica usando resolvedores de equação mestra.
Simulações quânticas educacionais
Visualizar estados quânticos em esferas de Bloch e explorar dinâmicas de emaranhamento.
Modelagem de QED de cavidade
Simular interações átomo-cavidade com modelo de Jaynes-Cummings e estatísticas de fótons.
Tente Estes Prompts
Mostre-me como criar um estado de Fock e um estado coerente no QuTiP, e então calcular a função de Wigner para o estado coerente.
Simular um oscilador harmônico amortecido no QuTiP usando mesolve com um operador de colapso para dissipação de energia. Plotar o decaimento do número de fótons ao longo do tempo.
Criar um estado de Bell de dois qubits no QuTiP e acompanhar como o emaranhamento decai sob desfasamento local. Calcular a concorrência ao longo do tempo.
Implementar o modelo de Jaynes-Cummings no QuTiP com decaimento de cavidade e emissão espontânea atômica. Mostrar oscilações de Rabi de vácuo e dinâmicas de número de fótons.
Melhores Práticas
- Comece com dimensões pequenas do espaço de Hilbert e aumente até que os resultados convirjam
- Use sesolve para estados puros quando a dissipação não é necessária para simulações mais rápidas
- Armazene apenas valores de expectativa usando e_ops em vez de todos os estados para reduzir memória
Evitar
- Não use QuTiP para computação quântica baseada em circuitos (use qiskit, cirq ou pennylane)
- Evite dimensões excessivas do espaço de Hilbert sem verificar convergência
- Não ignore avisos numéricos sobre rigidez; ajuste tolerâncias ou método do resolvedor
Perguntas Frequentes
Quais resolvedores o QuTiP suporta?
Como visualizo estados quânticos?
O QuTiP pode simular circuitos quânticos?
Como modelar dissipação?
Qual é a diferença entre sesolve e mesolve?
Como analiso emaranhamento?
Detalhes do Desenvolvedor
Autor
K-Dense-AILicença
BSD-3-Clause license
Repositório
https://github.com/K-Dense-AI/claude-scientific-skills/tree/main/scientific-skills/qutipReferência
main
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