Quantum Metrology with Saturable Absorber
양자 상태의 빛을 활용해 Saturable Absorber 시스템에서 전송 측정 정밀도를 향상시키는 방법 연구
2024
2024.02 - 2024.06 (5개월)
학부연구생 (졸업논문)
PythonSciPyQuantum MetrologyNumerical AnalysisMonte Carlo
Problem
Two-level/Three-level Saturable Absorber 시스템에서 양자 상태 빛이 고전 상태 대비 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는지 수치적으로 검증하는 것이 목표였습니다. 비선형 미분방정식의 수치적 불안정성과 해석적 해가 없는 Three-level 모델 분석이 주요 과제였습니다.
Approach & My Role
LSODA 알고리즘 기반 안정적 수치 해석 - SciPy의 LSODA 알고리즘으로 경직성을 자동 감지하고 동적 스텝 조절을 통해 안정적인 수치 해 도출
Monte-Carlo 시뮬레이션 - 각 양자 상태(Coherent, Squeezed, Fock) 특성에 맞는 측정 오차 모델을 적용해 현실적인 측정 환경 반영
Three-level Model 방법론 제시 - Two-level 경험을 기반으로 Three-level 미분방정식 정의 및 수치 해석 절차 제안
What I Learned
1
복잡한 비선형 시스템을 수치적으로 안정적으로 해석하는 방법
2
이론과 실험 사이의 간극을 Monte-Carlo 시뮬레이션으로 메우는 접근법
3
해석적 해가 없는 문제에 대한 수치적 방법론 설계 경험