对Koopman算子的谱分析可恢复开放量子系统中的哈密顿参数

哈密顿参数的精确识别对于开放量子系统的建模与控制至关重要。该工作以二维开放量子谐振子为例,提出了一种基于一阶动力学数据驱动的新型参数推断方法。该方法利用Koopman算子的离散谱获取参数,并通过多通道Hankel替代Koopman视图(mHAVOK)算法实现,同时给出了相关理论证明。在无噪声正交分量期望值测试中,该方法成功重构了振荡频率、阻尼率、非线性克尔位移、Jaynes-Cummings相互作用中的量子比特-光子耦合强度,以及时变哈密顿量的调制频率。约95%的复原参数与真实值误差保持在5%以内。与傅里叶估计和矩阵铅笔法相比,该方法在高耗散动力学体系中展现出更低的参数估计误差。总体而言,这些结果表明Koopman算子理论为研究量子动力学系统提供了有效框架。

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提交arXiv: 2025-11-28 18:57

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