¿Cuál es el efecto de apretar la representación del espacio de fase de Husimi o la función Q?

El efecto del operador de compresión

S = mi r ( a 2 + a 2 ) / 2
en una representación de espacio de fase de Wigner o función W de un sistema con matriz de densidad ρ
W ( X , pag ) = 1 π R d y mi 2 i pag y / X + y | ρ | X y
es
S W ( X , pag ) = W ( X mi r , pag mi r )
(Estoy usando la convención de que X = 2 1 / 2 ( a + a ) y pag = i 2 1 / 2 ( a a ) ). ¿Existe una relación simple para el efecto del operador de compresión en la representación del espacio de fase de Husimi o la función Q?
q ( X , pag ) = 2 π R 2 d tu d v mi 2 ( X tu ) 2 2 ( pag v ) 2 W ( tu , v ) ,
es decir,
S q ( X , pag ) = ?
De manera más general, también me gustaría saber si existe una relación simple para el efecto de exprimir en una representación de espacio de fase generalizada o función R (a veces también llamada s -función W parametrizada)
R ( X , pag , τ ) = 1 π τ R d tu d v mi τ 1 ( X tu ) 2 τ 1 ( pag v ) 2 PAG ( tu , v )
dónde PAG ( X , pag ) es la representación del espacio de fase de Glauber-Sudarshan o función P. PAG ( X , pag ) satisface
ρ = C d α PAG ( α ) | α α |
dónde | α son los estados coherentes de a . La razón por la que pregunto es que he desarrollado algunos algoritmos numéricos que calculan una representación de espacio de fase generalizada para ciertos estados con mucha precisión y ahora me gustaría ver el efecto de la compresión, preferiblemente sin tener que realizar una integración numérica, etc.

Respuestas (1)

¿No es esta pregunta un poco ambigua?

Más directamente, omitiendo los operadores superfluos de creación y aniquilación, el operador de dilatación simpléctica en las variables del espacio de fase es simplemente

S = mi r ( X X pag pag ) ,
de modo que
S W ( X , pag ) = W ( X mi r , pag mi r )
Nota adicional S X = mi r X y S pag = mi r pag .

La función de Husimi es la transformada de Weierstrass de la WF,

q ( X , pag ) = T W ( X , pag ) ,
dónde
T mi 4 ( X 2 + pag 2 ) ,
eqn (122) de Ref 1, equivalente al núcleo integral que proporciona (en el que ha elegido/absorbido implícitamente = 1 / 2 .)

Por lo tanto, puramente formalmente como usted está preguntando,

S q ( X , pag ) = q ( X mi r , pag mi r ) = mi 4 ( mi 2 r X 2 + mi 2 r pag 2 ) W ( X mi r , pag mi r ) .

Supongo, sin embargo, que está haciendo la pregunta porque está interesado, en cambio , en la función Husimi de un estado comprimido (ref. 2 Capítulo 12.2 y problema 12.1): es decir, filtrado de paso bajo un WF comprimido, SW , con una Gaussiana no comprimida, que deja el operador de transformada T de Weierstrass sin comprimir.

Sus elecciones están dictadas por la aplicación que le interesa, por ejemplo, si está preocupado por el producto estrella característico Husimi-Voros o no, etc.

Referencias:

  1. Thomas L. Curtright, David B. Fairlie y Cosmas K. Zachos, A Concise Treatise on Quantum Mechanics in Phase Space, World Scientific, 2014. El archivo PDF está disponible aquí .

  2. Wolfgang P. Schleich, Óptica cuántica en el espacio de fases, Wiley, 2011.

¿Existe una relación análoga para las funciones de onda? Si ψ ( X ) = X | ψ entonces puedo escribir X | ϕ = X | S ( r ) | ψ en términos de ψ ( X ) ? Seguro que uno puede mostrar directamente que | ϕ ( X ) | 2 = mi r | ψ ( X mi r ) | 2 pero, por supuesto, todavía no se sabe cómo se modifica la fase de la función de onda comprimida. De manera equivalente, ¿cuál es la acción del operador de compresión en estados propios en cuadratura?
Bueno, acabas de calcular exprimir W ( X , pag = 0 ) , por supuesto, por la definición misma de la función de Wigner. La información de fase y su compresión concomitante está codificada en la dependencia p . Ese es el objetivo del espaciado de fases: olvidarse por completo de las funciones de onda y practicar una vida limpia de ahora en adelante... Los tratados estándar hacen Fock y los estados coherentes, etc...