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まとめ

後々参照に便利なページを作成したよ。

水素原子の波動関数(空間分布)
・シュレディンガー方程式の解析解を用いて描画したよ。
スピンを考慮した水素原子の波動関数(空間分布)
・スピン?軌道相互作用を考慮したときの固有状態(解析解)とエネルギーシフトの数値計算値を列挙したよ。
独立粒子近似によるヘリウム原子の波動関数(空間分布)
・2つの電子間相互作用を無視した場合(独立粒子近似)の固有状態(解析解)の空間確率密度を描画したよ。
ヘリウム原子のエネルギー準位と固有関数の空間分布
・直交系展開によるエネルギー固有状態を計算して、エネルギー準位と空間確率密度を描画したよ。

動画

10日で作る量子ドットコンピュータ

量子コンピュータの動作原理をシュレーディンガー方程式の数値シミュレーションで理解するよ!

【1日目】 量子井戸の電子状態と量子ビットの表現
【2日目】 量子井戸の電子状態の基礎実験1:電磁波による状態遷移
【寄り道】 基底状態から励起状態への遷移中の波動関数の時間発展
【3日目】 量子井戸の電子状態の基礎実験2:静電場による電気分極
【4日目】 量子井戸の電子状態の基礎実験3:2重量子井戸で量子ビットを改良!
【5日目】 1量子ビット万能量子ゲートを設計しよう!

量子力学編

量子力学の基本的な現象を順番にシミュレーションするよ!

【第1回】 水素原子の電子状態を見てみよう!
【第2回】 水素原子に電場を加えてみよう!(量子力学・シュタルク効果)
【第3回】 水素原子にもっと強い電場を加えてみよう!(量子力学・2次のシュタルク効果)
【第4回】 水素原子に磁場を加えてみよう!(量子力学・正常ゼーマン効果)
【第5回】 電子のスピンを考慮しよう!(量子力学・スピン?軌道相互作用)
【第6回】 スピンを考慮した水素原子に磁場を加えてみよう!(量子力学・スピン?軌道相互作用・ゼーマン効果)
【第7回】 水素原子に電場を急に加えるとどうなるか?(量子力学)
【第8回】 水素原子に電磁波(直線偏光)を加えてみよう!(量子力学・古典電磁波・ラビ振動)

量子力学シミュレーション超入門講座

【第1回】 シュレーディンガー方程式の基本的な解き方!
【第2回】 「平面波」の基本をマスターしよう!
【第3回】 「波束」の作り方!

Pythonコピペで量子力学完全攻略マニュアル

【第1話】 プログラムの動作確認! プログラムソース
【第2話】 自由粒子のスナップショット プログラムソース
【第3話】 自由粒子の運動アニメーション プログラムソース
【第4話】 電子パルスの作り方 プログラムソース
【第5話】 電子パルスの運動アニメーション プログラムソース
【第6話】 無限に高い障壁へ照射アニメーション プログラムソース
【第7話】 無限に高い障壁に向けた電子パルスの照射アニメーション プログラムソース
【第8話】 有限の高さの障壁へ照射アニメーション プログラムソース
【第9話】 有限の高さの障壁に向けて照射した電子パルスのアニメーション プログラムソース
【第10話】 Q.中心エネルギーが20[eV]のガウス波束を、中心エネルギーと同じ、20[eV]の壁に衝突させたらどうなるだろう?
【第11話】 Q.壁の高さがマイナスの場合、波束の運動はどうなる?
【第12話】 箱型障壁に照射したときの反射率と透過率を計算! プログラムソース
【第13話】 箱型障壁に平面波を照射したときのアニメーション! プログラムソース
【第14話】 箱型の障壁へ照射した電子パルスの運動 プログラムソース
【第15話】 周期ポテンシャル(クローニッヒ・ペニーモデル)のエネルギーバンドの計算方法 プログラムソース
【第16話】 周期ポテンシャル(クローニッヒ・ペニーモデル)の波動関数アニメーション プログラムソース
【第17話】 波数ベクトルってなに? プログラムソース
【第18話】 スネルの法則ってなに? プログラムソース
【第19話】 エバネッセント波ってなに? プログラムソース
【第20話】 共鳴透過現象ってなに? プログラムソース
【第21話】 無限に深い量子井戸の電子状態【量子ドットコンピュータの原理①】 プログラムソース
【第22話】 トンネル効果ってなに? プログラムソース
【第23話】 正規直交系の有難みって? プログラムソース
【第24話】 静電場の与え方【量子ドットコンピュータの原理②】 プログラムソース
【第25話】 量子ビットの作り方3:静電場の与えたときの電子状態【量子ドットコンピュータの原理③】 プログラムソース
【第26話】 2次元電子波束を斜めに薄膜へ プログラムソース
【第27話】 量子ビットの作り方4:量子井戸の真ん中に衝立を配置したときの電子状態【量子ドットコンピュータの原理④】 プログラムソース
【第28話】 量子ビットの作り方5:1量子ビットの完成!!【量子ドットコンピュータの原理⑤】 プログラムソース
【第29話】 調和ポテンシャル中の電子状態 プログラムソース
【第30話】 エルミート多項式の有難みって? プログラムソース
【第31話】 調和ポテンシャル中の波動関数の初期配置の与え方 プログラムソース

古典力学シミュレーション超入門講座

【第1回】 ルンゲクッタで行こう!① プログラムソース
【第2回】 単振り子の作り方【ルンゲクッタで行こう!①】 プログラムソース
【第3回】 拘束条件の改良!【ルンゲクッタで行こう!③】 プログラムソース
【第4回】 強制振り子の計算アルゴリズム【ルンゲクッタで行こう!④】 プログラムソース
【第5回】 シリンダー内の粒子の運動計算アルゴリズム【ルンゲクッタで行こう!⑤】 プログラムソース
【第6回】 剛体球同士の衝突力計算アルゴリズム【ルンゲクッタで行こう!⑥】 プログラムソース

コンテンツ

量子力学関連

量子コンピュータの作り方

プログラムソース