抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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波束は量子力学における数値シミュレーションのためのオープンソースプログラムパッケージである。それは,一つまたはそれ以上の次元において,時間に依存しないまたは時間依存の線形SchrodingerおよびLiouville-von Neumann方程式を解くことができる。また,結合方程式を扱うことができ,例えばBorn-Oppenheimer近似を超えて分子量子動力学をシミュレートすることができる。半古典的双極子近似内の外部電場との相互作用を考慮して,波束は,光誘起物理学または化学における調整光パルスを含む実験をシミュレートするために使用できる。非常に汎用性があり,量子動力学の可視化をハエに提供することにより,波束は原子,分子および光学物理学,物理的または理論的化学における教育または研究プロジェクトに適している。以前のパートI[Comp]閉じた量子系と離散的変数表現を扱う,Phys.Comm.213,223-234(2017)]は,Lindblad演算子モデル化散逸とデフェージングにより,開放量子系の動力学に焦点を合わせた。この部分では,量子動力学の最適制御のための波束関数,急速単調収束反復法についても述べた。さらに,波束に実装された次元縮小への2つの異なるアプローチをここで報告する。最初のものにおいて,可制御性と可観測性の概念に基づく平衡変換を用いて,十分に制御可能でないか,観察できない状態を同定した。これらの状態は切断されるか平均化される。他のアプローチにおいて,与えられた縮小次元に対するH2誤差は,双線形反復有理Krylovアルゴリズムを用いて,H2最適モデル縮小技法により最小化される。本研究では,広いWiki-docuメンテーションと同様に大規模なWiki-docuメンテーションとアニメーション化グラフィックスによる多数の作業アウト実証例を見つけることができる,SourceForgeプラットフォームにおいて開発された波束5.3.0のMATLABバージョンについて述べた。プログラムTitle:波束プログラム:http://dx.doi.org/10.17632/9g8b7jychy,1Licensing暫定:GPLv3プログラミング言語:以前のバージョンのMatlab ジャーナル参照:Com.Phys. Comm。213(2017),223。新しいバージョンは,以前のバージョンを重ね合わせる:以前の論文は,離散変数表現による閉鎖量子システムの処理とSchrodinger方程式を解くための様々な数値アルゴリズムの実装に焦点を合わせた。これに対して,現在の第二部は開放量子システムと外部場による最適制御に関するものである。さらに,量子制御のモデリングに有用な次元縮小への二つのアプローチについて述べた。新しいバージョンの理由:波束ソフトウェアパッケージに関する第2の論文を持つ理由は,パッケージの完全な記述が規則的な論文の範囲を超えているという事実にある。ここでは,長さ制約により,最初の論文では言及できない波束パッケージのいくつかの重要な特徴を紹介した。ここでは,Lindbladマスタ方程式によりモデル化された開放量子系動力学の数値処理について述べた。さらに,閉じた量子系と開いた量子系の両方に対して,最適制御シミュレーションに対する波束関数を説明した。計算努力の問題を扱うために,モデル縮小のための2つの戦略を含めた。問題の性質:閉じた系と開いた系の動力学は,それぞれSchrodingerまたはLiouville-von Neumann方程式により記述され,後者はLindbladマスタ方程式に限定される。半古典的双極子近似の枠内で扱った外部電場と量子系の相互作用に重点を置いた。量子力学における特定のターゲットを達成する調整場の設計に対して,量子最適制御シミュレーションを用いた。これらの特徴によって,波束は,時間的に成形された場を含む原子,分子および光学物理学における現代の実験のシミュレーション,理解および予測のための機器となり得る。離散基底,SchrodingerまたはLiouville-von Neumann方程式における状態ベクトルまたは減少密度行列を表現する解法を,常微分方程式のシステムにキャストした。これらは,自己書込みまたはMatlabの組込みソルバーにより処理され,後者は適応時間ステッピングを提供する。最適制御方程式を,Zhu,Rabitz,Ohtsuki等により開発された急速単調収束反復法により解いた。大規模制御問題の次元を減少させるために,H2最適モデル縮小手法だけでなく平衡打切法も波束において利用可能である。制約と異常な特徴を含む付加的なコメント:波束プログラムパッケージは,かなり容易で直感的に使用することができる。これは,フライに関する量子力学の可視化を提供する。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
