在交互式模拟中可视化量子力学
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摘要。Quantum Flytrap 的 Virtual Lab 是一个无代码的光学桌在线实验室,以交互和直观的方式呈现量子现象。它支持最多三个纠缠光子的实时模拟。用户可以使用拖放式图形界面放置典型的光学元件(例如分束器、偏振器、法拉第旋转器和探测器)。Virtual Lab 以两种模式运行。沙盒模式允许用户组合任意设置。Quantum Game 是 Virtual Lab 功能的入门,适合没有接触过量子力学的用户。我们介绍了纠缠态和纠缠度量的可视化表示。它包括 ket 符号的交互式可视化和量子算子的热图式可视化。这些量子可视化可以应用于任何离散量子系统,包括具有量子位和自旋链的量子电路。这些工具以开源 TypeScript 包的形式提供 - Quantum Tensors 和 BraKetVue。虚拟实验室可以探索量子物理的本质(状态演化、纠缠和测量)、模拟量子计算(例如 Deutsch-Jozsa 算法)、使用量子密码术(例如 Ekert 协议)、探索违反直觉的量子现象(例如量子隐形传态和违反贝尔不等式),以及重现历史实验(例如迈克尔逊-莫雷干涉仪)。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 International 许可证出版。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全注明原始出版物的出处,包括其 DOI。[DOI:10.1117/1.OE.61.8.081808]

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