Az interneten több programrendszer is ismert, amelyek kvantummechanikai szimulációk futtatására készültek. Ilyen programrendszerek jó alapot nyújtanak kutatásokhoz de az oktatásban is fontos szerepet kaphatnak.

Jelen témajavaslatban a hallgató feladata olyan programrendszerek implementálása, amelyek bizonyítottan hatékonyan szolgálják a kutatást és az oktatást is.

Az egyik feladat a QuTIP (Quantum Toolbox in Python) rendszer implementálása linuxos, MacOS és esetleg MSWindows környezetben. Ez a rendszer már több, mint 300 tudományos közleményhez járult hozzá. Az utóbbi időben a python nyelv használata nagyon elterjedt kvantum szimulációk esetén ezért hasznos része a nyelv készségszintű elsajátítása is.

Egy másik rendszer a WavePacket, amelyet abban a MATLAB környezetben lehet használni, amely a BMEn is elérhető. Ez a rendszer nagyon sok kvantummechanikai probléma kezelésére alkalmas. Folyamatos fejlesztések alapján igen kiterjedt rendszerről van szó. Az implementálás sikerességét természetesen publikálható továbbfejlesztések követik:

• egydimenziós rendezetlen rendszerek dekoherenciájának Lindblad analízise
• Jaynes-Cummings, Dicke és más kvantum optikai modellek vizsgálata a rendszer komplexitásán keresztül
• kölcsönhatás és rendezetlenség összjátéka alacsony dimenziós rendszerekben

Alacsony dimenziós de kvantum kritikus rendszerek tanulmányozása ezen programrendszerek segítségével.