چگونه یک رفتار الکترون در یک اتم و یا چگونه آن حرکت می کند در یک جامد را می توان پیش بینی کرد دقیقا با معادلات مکانیک کوانتومی. این محاسبات تئوری به طور کامل موافق با نتایج به دست آمده از آزمایش. اما پیچیده کوانتومی سیستم که شامل بسیاری از الکترون ها یا ذرات بنیادی-مانند مولکول های جامد یا هسته های اتمی — می تواند در حال حاضر نمی توان توصیف کرد دقیقا حتی با قوی ترین رایانه های امروز در دسترس است. اساسی معادلات ریاضی بسیار پیچیده و محاسباتی مورد نیاز بیش از حد بزرگ است. یک تیم به رهبری پروفسور مایکل Bonitz از موسسه فیزیک نظری و اختر فیزیک در دانشگاه کیل (CAU) در حال حاضر موفق به توسعه یک روش شبیه سازی را قادر می سازد که مکانیک کوانتومی محاسبات تا حدود 10000 برابر سریع تر از آنچه قبلا ممکن است. آنها یافته های خود را در شماره اخیر مجله علمی Physical Review Letters.

حتی با بسیار قدرتمند کامپیوترهای کوانتومی شبیه سازی را بیش از حد طولانی

روش جدید از کیل محققان بر اساس یکی از در حال حاضر قدرتمند ترین و همه کاره تکنیک های شبیه سازی برای مکانیک کوانتومی بسیاری از سیستم های بدن. با استفاده از این روش به اصطلاح nonequilibrium سبز توابع: این اجازه می دهد تا حرکات و فعل و انفعالات پیچیده از الکترون ها می شود توضیح داده شده با دقت بسیار بالا حتی برای یک دوره طولانی. اما تا به امروز این روش بسیار رایانه-فشرده: به منظور پیش بینی توسعه کوانتومی سیستم بیش از ده بار دیگر دوره یک کامپیوتر نیاز به یک هزار برابر بیشتر زمان پردازش.

با ریاضی ترفند معرفی اضافی کمکی متغیر فیزیکدانان در CAU در حال حاضر موفق به reformulating اولیه معادلات nonequilibrium سبز توابع به طوری که محاسبه زمان تنها باعث افزایش خطی با روند مدت. پس ده بار دیگر پیش بینی دوره تنها نیاز به ده برابر بیشتر از محاسبات زمان. در مقایسه با قبلا با استفاده از روش فیزیکدانان زمانی یک عامل شتاب از حدود 10000. این عامل باعث افزایش بیشتر برای دیگر فرآیندهای. از آنجا که رویکرد جدید ترکیبی از دو رنگ سبز توابع برای اولین بار آن را به نام “G1-G2 روش.”

زمانی توسعه خواص مواد قابل پیش بینی برای اولین بار

محاسبه جدید مدل کیل تیم تحقیقاتی نه تنها موجب صرفه جویی گران محاسبات زمان, اما همچنین اجازه می دهد برای شبیه سازی که قبلا به طور کامل غیر ممکن است. “ما را شگفت زده کنیم که این نمایشی شتاب نیز می توان نشان داد در برنامه های عملی” توضیح Bonitz. برای مثال در حال حاضر ممکن است برای پیش بینی که چگونه برخی از خواص و عوارض در مواد نیمه هادی ها توسعه بیش از یک دوره طولانی از زمان. Bonitz معتقد است: “جدید شبیه سازی روش قابل اجرا در مناطق متعدد کوانتومی بسیاری از-بدن تئوری و قادر خواهد کیفی پیش بینی های جدید از جمله در مورد رفتار اتم, مولکول, متراکم, محیط و جامدات پس از تحریک توسط لیزر شدید تابش.”

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه کیل. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im