python-3.x - 在qutip中实现基于零和sigma的Qobj的简单方法

Question

我是 qutip 的新手，我正在努力以一种非常聪明的方式创建具有这种形状的量子对象：

from qutip import *
object1 = Qobj([[1, 0, 0, 0],
               [0, -1, 0, 0],
               [0, 0, 0, 0],
               [0, 0, 0, 0])

object2 = Qobj([[0, 0, 0, -1j],
               [0, 0, 1j, 0],
               [0, 0, 0, 0],
               [0, 0, 0, 0])

等等。

这个想法是对所有 sigma 子矩阵这样做，可以自由地了解如何以更好的方式构建使用 sigma 2x2 矩阵。有更好的方法吗？真诚的，保罗

Answer 1

首先，QuTiP 有sigmax和运算符sigmay，sigmaz请参阅文档。为了达到您想要的效果，您可以将 sigma 矩阵与在您希望插入 sigma 矩阵的位置具有 1 的矩阵进行张量积：

import numpy as np
import qutip as qt

def one_at(pos=(0,0), N=2):
    arr = np.zeros((N, N))
    arr[pos] = 1
    return qt.Qobj(arr)

>>> one_at((0,0))
Qobj data =
[[1. 0.]
 [0. 0.]]

>>> one_at((0,1))
Qobj data =
[[0. 1.]
 [0. 0.]]

>>> qt.sigmay()
Qobj data =
[[0.+0.j 0.-1.j]
 [0.+1.j 0.+0.j]]

>>> qt.sigmaz()
Qobj data =
[[ 1.  0.]
 [ 0. -1.]]

>>> qt.tensor(one_at((0,0)), qt.sigmaz())
Qobj data =
[[ 1.  0.  0.  0.]
 [ 0. -1.  0.  0.]
 [ 0.  0.  0.  0.]
 [ 0.  0.  0.  0.]]

>>> qt.tensor(one_at((0,1)), qt.sigmay())
Qobj data =
[[0.+0.j 0.+0.j 0.+0.j 0.-1.j]
 [0.+0.j 0.+0.j 0.+1.j 0.+0.j]
 [0.+0.j 0.+0.j 0.+0.j 0.+0.j]
 [0.+0.j 0.+0.j 0.+0.j 0.+0.j]]