量子光学のウィグナー関数について2

 今回は、光の量子状態として、コヒーレント状態の場合を qutip を用いて表示する。 前回と同様に、 qutip 自体の理解はまだまだで、ほとんどモノマネ状態である。

光のコヒーレント状態 |\alpha> のウィグナー関数による表示を下図に示す。

コヒーレント状態のウィグナー関数図

次に、光のコヒーレント状態 |\alpha> のウィグナー関数と周辺分布関数を下図に示す。

コヒーレント状態のウィグナー関数図と周辺分布図

また、光のコヒーレント状態 |\alpha> の変位の時間変化の表示を下図に示す。

コヒーレント状態の変位の時間変化

 qutip では、光のコヒーレント状態 |\alpha> のウィグナー関数の時間変化を動画で表示することも出来る。残念ながらこのブログでは動画が表示できないが、光のコヒーレント状態では、一定のゆらぎを持って位置及び運動量が振動する。ウィグナー関数の中心は位相空間上を時計回りに回転する。レーザ光は、略コヒーレント状態にあって、古典的振動運動に対応した量子状態である。

 確かに、ウィグナー関数を用いれば、光の量子状態をわかりやすく表示することができる。今回は示さないが、スクイーズされた光の量子状態を表示する上でも有効である。