Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Nonhermitian quantum mechanics in atomic and laser physics

Jakub Vaniš

Published Aug 24, 2022• 0 citations
OpenAlex

Abstract

V této práci zkoumáme oblast teoretické fyziky známou jako nehermitovská kvantová mechanika (NHQM) a diskutujeme její aplikaci při popisu interakce atomů s laserem slabé intenzity a vzniku tzv. nehermitovské degenerace. NHQM je inherentně spojena s rozptylovými a rozpadovými jevy zahrnujícími metastabilní stavy kvantových systémů známé jako rezonance. Na rozdíl od konvenční hermitovské kvantové mechaniky, má NHQM výkonné nástroje k efektivnímu popisu fyzikálních procesů zahrnujících rezonance a k předpovědi nových jevů. Pro lepší ilustraci formalismu a pro uvedení příkladů aplikace metod NHQM je použit jednoduchý 1D model.

Related papers

Nonhermitian quantum optics studied using an analytically solvable harmonic model

Jakub Vaniš

Nehermitovská kvantová mechanika (NHQM) nabízí účinný matematický formalismus pro popis jevů zahrnujících metastabilní atomové stavy (rezonance). Tyto rezonance hrají klíčovou roli například při rozptylu fotonů na atomech. Zaměřujeme se na analytické řešení kvantové dynamiky modelu harmonického atomu interagujícího s kvantovým elektromagnetickým polem. Využíváme transformaci komplexního škálování z NHQM aplikovanou na fotonové hybnosti a následně převádíme náš nehermitovský Hamiltonián do separovatelné formy normálních módů. Nehermitovské normální módy, zkonstruované v rámci tohoto projektu systematickým a samoobsažným způsobem, otevírají dveře k budoucím studiím celé řady vysoce relevantních fyzikálních jevů, jako jsou: kvantová dynamika indukovaná světlem, kvantová teorie tlumených oscilátorů, teorie kvantové disipace Caldeiry-Leggetta nebo teorie kvantové termodynamiky. Navíc je tato práce relevantní i z teoretického hlediska, jelikož poskytuje přesné analytické řešení dynamiky hmotného systému spojeného se spojitým souborem kvantových stupňů volnosti.

•Jan 5, 2026•0 citations

Quantum computing in many-body physics

Jan Brandejs

Název práce: Kvantové výpočty v mnohočásticové fyzice Autor: Jan Brandejs Katedra: Ústav částicové a jaderné fyziky Vedoucí bakalářské práce: prof. RNDr. Pavel Cejnar, Dr., DSc., Ústav částicové a jaderné fyziky Abstrakt: Při simulaci mnohočásticových kvantových systém· obvykle dochází k exponenciální explozi výpočetní složitosti. Kvantové počítače umožňují ten- to problém principiálně vyřešit. Díky práci R. Feynmanna je známo, že axiomy teorie složitosti vychází z fyzikálních zákon·. Situace se změní, zavedeme-li do výpočetního procesu mimo klasické fyziky i kvantovou teorii. Ukazuje se, že pro efektivní simulaci kvantového systému je vhodné použít jiný, lépe kontrolovatelný kvantový systém. Realizace výpočtu s využitím q-bit· a kvantového paralelismu pak ve vybraných případech vede k zásadní redukci složitosti. Kvantové počítače potenciálně umožňují realizaci výpočt· a simulací, které jsou s klasickými počíta- či prakticky neproveditelné. Zejména na poli kvantové chemie vyvstává možnost přímočaré aplikace. Tato práce je zaměřena na použití kvantových počítač· pro mnohočásticové problémy a obsahuje analýzu složitosti kvantové simulace atomo- vých jader. Klíčová slova: kvantový počítač, kvantová simulace, mnohočásticová fyzika

•Jan 1, 2014•0 citations

Quantum variational methods applied in physics

Štěpán Skalka

Tato bakalářská práce se zabývá kvantovými variačními metodami a jejich aplikací ve fyzice. V teoretické části jsou popsány základní principy kvantové informatiky a variačních kvantových algoritmů. Dále jsou naznačeny možné fyzikální aplikace těchto algoritmů. Praktická část se zaměřuje na aplikaci algoritmu VQE (Variational Quantum Eigensolver) na reálný fyzikální problém, konkrétně na hledání základního stavu charmonia. Výsledky ukazují, že i přes omezení současných kvantových počítačů je možné dosáhnout relevantních výsledků, které mohou být užitečné pro další výzkum v různých oblastech fyziky.

•Aug 24, 2024•0 citations

Non-hermitian quantum system spectroscopy

Matěj Herrmann

Význačné body jsou jedním z hlavních důsledků zavedení nového, nehermitovského formalismu kvantové mechaniky a mají využití například ve vývoji senzorů. Význačné body byly pozorovány ve vlnovodech a v mikrodutinách. Tato práce se zabývá přípravou na pozorování těchto bodů v obalu atomu rubidia pomocí provazovaní excitovaných stavů s kontinuem osvícením laserem. Tento laser musí mít uniformní intenzitu, stabilní vlnovou délku v rozmezí 2 nm a nesmí způsobovat dvoufotonovou absorpci v rubidiu. Byla otestována možnost použití tvarovače paprsku AdlOPtica Nr.289-05 ke splnění prvního požadavku a bylo zjištěno, že tento tvarovač není vhodný k přeměně intenzity do uniformního tvaru. Pro ověření zbylých dvou požadavků při použití titan-safírového laseru byla provedena spektroskopie rubidia. Pomocí získaných spekter byla potvrzena vhodnost testovaného laseru pro plánovaný experiment.

•Jan 24, 2024•0 citations

Funkcionální analýza a kvantová fyzika

Nikola Koutná

Bakalařska prace se zaměřuje na spektralni vlastnosti kompaktnich, symetrických a samoadjungovaných operatorů na Hilbertově prostoru vedouci k zakladům operatoroveho poctu, jehož se v kvantove mechanice využiva při studiu Schrodingerovy rovnice. Klicove výsledky teorie jsou ilustrovany na jedne z přibližných metod řeseni Schrodingerovy rovnice, a to perturbacni teorii pro casově zavisle i nezavisle Hamiltoniany. Pozornost je věnovana take kvantově mechanickým reprezentacim, zejmena reprezentaci interakcni, ktera se ukazuje jako nejvhodnějsi ramec výpoctů casově zavisle perturbacni teorie.

•Jan 1, 2014•0 citations

State preparation for quantum machine learning

Martin Vidmar

Použitelnost mnohých kvantových algoritmů závisí na možnosti připravit vhodný kvantový stav, na němž bude algoritmus vyhodnocen. Toto platí zejména pro kvantové strojové učení, kde datové sady (které mohou být velké) musí být kvantovému zařízení předány skrz přípravu stavu. Avšak NISQ zařízení (kvantové počítače současné doby) trpí šumem, tudíž kvalita výsledku se značně zhoršuje s počtem hradel. Toto činí exaktní metody přípravy stavu nepoužitelnými pro větší počet qubitů kvůli exponenciální hloubce jejich obvodů. V této práci zkoumáme možnost připravování kvantových stavů aproximativně za účelem snížení vlivu šumu, přičemž se omezujeme na metody, které nepoužívají pomocné qubity. Vyhodnocujeme a porovnáváme tři existující metody přípravy stavu: zaprvé, známou exaktní metodu založenou na uniformně řízených rotacích; zadruhé, navrhnutou aproximativní metodu využívající Schmidtův rozklad; zatřetí, přetvoříme VQE do techniky pro přípravu stavu. Tyto tři metody vyhodnocujeme na simulátorech se šumem. Naše výsledky sestávají ze zevrubné teoretické diskuze těchto algoritmů, velké datové sady výsledků experimentů, a důkladné diskuze těchto výsledků doprovázené mnohými vizualizacemi.

•May 16, 2025•0 citations
V této práci zkoumáme oblast teoretické fyziky známou jako nehermitovská kvantová mechanika (NHQM) a diskutujeme její aplikaci při popisu interakce atomů s laserem slabé intenzity a vzniku tzv. nehermitovské degenerace. NHQM je inherentně spojena s rozptylovými a rozpadovými jevy zahrnujícími metastabilní stavy kvantových systémů známé jako rezonance. Na rozdíl od konvenční hermitovské kvantové mechaniky, má NHQM výkonné nástroje k efektivnímu popisu fyzikálních procesů zahrnujících rezonance a k předpovědi nových jevů. Pro lepší ilustraci formalismu a pro uvedení příkladů aplikace metod NHQM je použit jednoduchý 1D model.
Nehermitovská kvantová mechanika (NHQM) nabízí účinný matematický formalismus pro popis jevů zahrnujících metastabilní atomové stavy (rezonance). Tyto rezonance hrají klíčovou roli například při rozptylu fotonů na atomech. Zaměřujeme se na analytické řešení kvantové dynamiky modelu harmonického atomu interagujícího s kvantovým elektromagnetickým polem. Využíváme transformaci komplexního škálování z NHQM aplikovanou na fotonové hybnosti a následně převádíme náš nehermitovský Hamiltonián do separovatelné formy normálních módů. Nehermitovské normální módy, zkonstruované v rámci tohoto projektu systematickým a samoobsažným způsobem, otevírají dveře k budoucím studiím celé řady vysoce relevantních fyzikálních jevů, jako jsou: kvantová dynamika indukovaná světlem, kvantová teorie tlumených oscilátorů, teorie kvantové disipace Caldeiry-Leggetta nebo teorie kvantové termodynamiky. Navíc je tato práce relevantní i z teoretického hlediska, jelikož poskytuje přesné analytické řešení dynamiky hmotného systému spojeného se spojitým souborem kvantových stupňů volnosti.
Název práce: Kvantové výpočty v mnohočásticové fyzice Autor: Jan Brandejs Katedra: Ústav částicové a jaderné fyziky Vedoucí bakalářské práce: prof. RNDr. Pavel Cejnar, Dr., DSc., Ústav částicové a jaderné fyziky Abstrakt: Při simulaci mnohočásticových kvantových systém· obvykle dochází k exponenciální explozi výpočetní složitosti. Kvantové počítače umožňují ten- to problém principiálně vyřešit. Díky práci R. Feynmanna je známo, že axiomy teorie složitosti vychází z fyzikálních zákon·. Situace se změní, zavedeme-li do výpočetního procesu mimo klasické fyziky i kvantovou teorii. Ukazuje se, že pro efektivní simulaci kvantového systému je vhodné použít jiný, lépe kontrolovatelný kvantový systém. Realizace výpočtu s využitím q-bit· a kvantového paralelismu pak ve vybraných případech vede k zásadní redukci složitosti. Kvantové počítače potenciálně umožňují realizaci výpočt· a simulací, které jsou s klasickými počíta- či prakticky neproveditelné. Zejména na poli kvantové chemie vyvstává možnost přímočaré aplikace. Tato práce je zaměřena na použití kvantových počítač· pro mnohočásticové problémy a obsahuje analýzu složitosti kvantové simulace atomo- vých jader. Klíčová slova: kvantový počítač, kvantová simulace, mnohočásticová fyzika
Tato bakalářská práce se zabývá kvantovými variačními metodami a jejich aplikací ve fyzice. V teoretické části jsou popsány základní principy kvantové informatiky a variačních kvantových algoritmů. Dále jsou naznačeny možné fyzikální aplikace těchto algoritmů. Praktická část se zaměřuje na aplikaci algoritmu VQE (Variational Quantum Eigensolver) na reálný fyzikální problém, konkrétně na hledání základního stavu charmonia. Výsledky ukazují, že i přes omezení současných kvantových počítačů je možné dosáhnout relevantních výsledků, které mohou být užitečné pro další výzkum v různých oblastech fyziky.
Význačné body jsou jedním z hlavních důsledků zavedení nového, nehermitovského formalismu kvantové mechaniky a mají využití například ve vývoji senzorů. Význačné body byly pozorovány ve vlnovodech a v mikrodutinách. Tato práce se zabývá přípravou na pozorování těchto bodů v obalu atomu rubidia pomocí provazovaní excitovaných stavů s kontinuem osvícením laserem. Tento laser musí mít uniformní intenzitu, stabilní vlnovou délku v rozmezí 2 nm a nesmí způsobovat dvoufotonovou absorpci v rubidiu. Byla otestována možnost použití tvarovače paprsku AdlOPtica Nr.289-05 ke splnění prvního požadavku a bylo zjištěno, že tento tvarovač není vhodný k přeměně intenzity do uniformního tvaru. Pro ověření zbylých dvou požadavků při použití titan-safírového laseru byla provedena spektroskopie rubidia. Pomocí získaných spekter byla potvrzena vhodnost testovaného laseru pro plánovaný experiment.
Bakalařska prace se zaměřuje na spektralni vlastnosti kompaktnich, symetrických a samoadjungovaných operatorů na Hilbertově prostoru vedouci k zakladům operatoroveho poctu, jehož se v kvantove mechanice využiva při studiu Schrodingerovy rovnice. Klicove výsledky teorie jsou ilustrovany na jedne z přibližných metod řeseni Schrodingerovy rovnice, a to perturbacni teorii pro casově zavisle i nezavisle Hamiltoniany. Pozornost je věnovana take kvantově mechanickým reprezentacim, zejmena reprezentaci interakcni, ktera se ukazuje jako nejvhodnějsi ramec výpoctů casově zavisle perturbacni teorie.
Použitelnost mnohých kvantových algoritmů závisí na možnosti připravit vhodný kvantový stav, na němž bude algoritmus vyhodnocen. Toto platí zejména pro kvantové strojové učení, kde datové sady (které mohou být velké) musí být kvantovému zařízení předány skrz přípravu stavu. Avšak NISQ zařízení (kvantové počítače současné doby) trpí šumem, tudíž kvalita výsledku se značně zhoršuje s počtem hradel. Toto činí exaktní metody přípravy stavu nepoužitelnými pro větší počet qubitů kvůli exponenciální hloubce jejich obvodů. V této práci zkoumáme možnost připravování kvantových stavů aproximativně za účelem snížení vlivu šumu, přičemž se omezujeme na metody, které nepoužívají pomocné qubity. Vyhodnocujeme a porovnáváme tři existující metody přípravy stavu: zaprvé, známou exaktní metodu založenou na uniformně řízených rotacích; zadruhé, navrhnutou aproximativní metodu využívající Schmidtův rozklad; zatřetí, přetvoříme VQE do techniky pro přípravu stavu. Tyto tři metody vyhodnocujeme na simulátorech se šumem. Naše výsledky sestávají ze zevrubné teoretické diskuze těchto algoritmů, velké datové sady výsledků experimentů, a důkladné diskuze těchto výsledků doprovázené mnohými vizualizacemi.