qutip+mayavi可视化SO(3)旋转操作

2024-01-07 19:32

本文主要是介绍qutip+mayavi可视化SO(3)旋转操作,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

上一篇文章说到python的qutip包可以实现布洛赫球的可视化,并附上了产生动画的代码。

这一篇文章可以对SO(3)旋转操作进行可视化:(需要用到上一篇的new_bloch3d)

import numpy as np
import qutip# SO(3)旋转矩阵总共包含三个参数theta, phi, deltadef rn(state, theta, phi, delta):rn_mat = qutip.Qobj([[np.cos(delta/2) - (0+1j)*np.cos(theta)*np.sin(delta/2),-(0+1j)*np.exp(-(0+1j)*phi)*np.sin(delta/2)*np.sin(theta)],[-(0+1j)*np.exp((0+1j)*phi)*np.sin(delta/2)*np.sin(theta),np.cos(delta/2) + (0+1j)*np.cos(theta)*np.sin(delta/2)]])r_state = (rn_mat*state)*(rn_mat*state).dag()return(r_state)# 设置两个想要绕这个轴旋转的向量
state1 = qutip.Qobj([[-0.6747969 -0.54760216j],[ 0.35928193-0.34014339j]])
state2 = qutip.Qobj([[0.17668045-0.55481338j], [0.59620446-0.5527263j ]])
print(state1, state2)
# state = qutip.Qobj([])
# 设置旋转轴的其中两个参数
theta0 = 0.9
phi0 = np.pi/2+0.5############################################产生每一帧对应的坐标
sx1 = []
sy1 = []
sz1 = []
for delta in range(100):r_rho = rn(state1, theta0, phi0, (delta/100)*2*np.pi)sx1.append((qutip.sigmax()*r_rho).tr())sy1.append((qutip.sigmay()*r_rho).tr())sz1.append((qutip.sigmaz()*r_rho).tr())sx2 = []
sy2 = []
sz2 = []
for delta in range(100):r_rho = rn(state2, theta0, phi0, (delta/100)*2*np.pi)sx2.append((qutip.sigmax()*r_rho).tr())sy2.append((qutip.sigmay()*r_rho).tr())sz2.append((qutip.sigmaz()*r_rho).tr())#下面是画图的函数   
#################################################################
import mayavi.mlab as mlab
import matplotlib.colors as colors
import moviepy.editor as mpy
from new_bloch3d import new_Bloch3dduration= 4
fps = 25fig_myv = mlab.figure(1, size=[800, 800],bgcolor=colors.colorConverter.to_rgb('white'),fgcolor=colors.colorConverter.to_rgb('black'))b3d = new_Bloch3d(fig=fig_myv)def make_frame(t):mlab.clf() # clear the figure (to reset the colors)b3d.clear()p1_color = (135.0/255, 206.0/255, 235.0/255)s1_color = p1_colorp2_color = (254.0/255, 129.0/255, 125.0/255)s2_color = p2_colorv_color = (255/255, 130.0/255, 71.0/255)index = round(t*fps)# print(index)b3d.add_points([sx1[:index+1], sy1[:index+1], sz1[:index+1]],p1_color)b3d.add_vectors([sx1[index], sy1[index], sz1[index]], s1_color)b3d.add_vectors([np.sin(theta0)*np.cos(phi0), np.sin(theta0)*np.sin(phi0), np.cos(theta0)],v_color)b3d.add_points([sx2[:index+1], sy2[:index+1], sz2[:index+1]],p2_color)b3d.add_vectors([sx2[index], sy2[index], sz2[index]], s2_color)b3d.add_vectors([np.sin(theta0)*np.cos(phi0), np.sin(theta0)*np.sin(phi0), np.cos(theta0)],v_color)b3d.make_sphere()mlab.title('delta='+format((index/100)*360, '.2f')+'°', figure = fig_myv)#清除画纸上的上一帧,然后产生新的一帧f = mlab.gcf()f.scene._lift()return mlab.screenshot() #antialiased=True# 使用MoviePy把这个图片创建为一个动画,并保存
animation = mpy.VideoClip(make_frame, duration=duration)
animation.write_videofile("bloch_rotation_2.mp4", fps=fps)

可视化效果如下: 

一键三连一下呗 



可视化波片对光子偏振态的影响_哔哩哔哩_bilibili

这篇关于qutip+mayavi可视化SO(3)旋转操作的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/581009

相关文章

Mysql表的简单操作(基本技能)

《Mysql表的简单操作(基本技能)》在数据库中,表的操作主要包括表的创建、查看、修改、删除等,了解如何操作这些表是数据库管理和开发的基本技能,本文给大家介绍Mysql表的简单操作,感兴趣的朋友一起看... 目录3.1 创建表 3.2 查看表结构3.3 修改表3.4 实践案例:修改表在数据库中,表的操作主要

C# WinForms存储过程操作数据库的实例讲解

《C#WinForms存储过程操作数据库的实例讲解》:本文主要介绍C#WinForms存储过程操作数据库的实例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、存储过程基础二、C# 调用流程1. 数据库连接配置2. 执行存储过程(增删改)3. 查询数据三、事务处

Java使用Curator进行ZooKeeper操作的详细教程

《Java使用Curator进行ZooKeeper操作的详细教程》ApacheCurator是一个基于ZooKeeper的Java客户端库,它极大地简化了使用ZooKeeper的开发工作,在分布式系统... 目录1、简述2、核心功能2.1 CuratorFramework2.2 Recipes3、示例实践3

Java利用JSONPath操作JSON数据的技术指南

《Java利用JSONPath操作JSON数据的技术指南》JSONPath是一种强大的工具,用于查询和操作JSON数据,类似于SQL的语法,它为处理复杂的JSON数据结构提供了简单且高效... 目录1、简述2、什么是 jsONPath?3、Java 示例3.1 基本查询3.2 过滤查询3.3 递归搜索3.4

Python Dash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践记录

《PythonDash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践记录》Python的PlotlyDash库提供了一种简便且强大的方式来构建和展示互动式数据仪表板,本篇文章将深入探讨如何使用Dash设计一... 目录python Dash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践1. 什么是Plotly Dash?1.1

Python使用DrissionPage中ChromiumPage进行自动化网页操作

《Python使用DrissionPage中ChromiumPage进行自动化网页操作》DrissionPage作为一款轻量级且功能强大的浏览器自动化库,为开发者提供了丰富的功能支持,本文将使用Dri... 目录前言一、ChromiumPage基础操作1.初始化Drission 和 ChromiumPage

利用Go语言开发文件操作工具轻松处理所有文件

《利用Go语言开发文件操作工具轻松处理所有文件》在后端开发中,文件操作是一个非常常见但又容易出错的场景,本文小编要向大家介绍一个强大的Go语言文件操作工具库,它能帮你轻松处理各种文件操作场景... 目录为什么需要这个工具?核心功能详解1. 文件/目录存javascript在性检查2. 批量创建目录3. 文件

Redis中管道操作pipeline的实现

《Redis中管道操作pipeline的实现》RedisPipeline是一种优化客户端与服务器通信的技术,通过批量发送和接收命令减少网络往返次数,提高命令执行效率,本文就来介绍一下Redis中管道操... 目录什么是pipeline场景一:我要向Redis新增大批量的数据分批处理事务( MULTI/EXE

使用Python高效获取网络数据的操作指南

《使用Python高效获取网络数据的操作指南》网络爬虫是一种自动化程序,用于访问和提取网站上的数据,Python是进行网络爬虫开发的理想语言,拥有丰富的库和工具,使得编写和维护爬虫变得简单高效,本文将... 目录网络爬虫的基本概念常用库介绍安装库Requests和BeautifulSoup爬虫开发发送请求解

Oracle存储过程里操作BLOB的字节数据的办法

《Oracle存储过程里操作BLOB的字节数据的办法》该篇文章介绍了如何在Oracle存储过程中操作BLOB的字节数据,作者研究了如何获取BLOB的字节长度、如何使用DBMS_LOB包进行BLOB操作... 目录一、缘由二、办法2.1 基本操作2.2 DBMS_LOB包2.3 字节级操作与RAW数据类型2.