量子科技中心_量科网

固体中的色心缺陷，尤其是钻石中的氮空位（NV）中心，是量子技术应用的关键物理平台。因此，对NV体系进行精确严谨的数值建模对该领域的持续发展至关重要。在此背景下，该研究团队开发了一款Python软件，用于模拟一般实验条件下脉冲序列中的NV自旋动力学——即构建数字孪生模型。该程序库通过输入电磁脉冲等环境参数，求解系统的时间演化动力学，最终以荧光形式给出的量子力学可观测量作为物理输出结果。 该模拟框架基于非微扰的含时哈密顿模型，并在实验室坐标系下求解。通过摒弃瞬时δ脉冲假设和旋转波近似等过度简化处理，研究人员的模拟揭示了现实脉冲约束条件下影响量子系统的精妙动力学行为。文中通过三个应用案例（涉及量子计算领域的双量子比特条件逻辑门、传感领域的NV与耦合自旋间的抗噪声动态解耦序列，以及网络领域的纠缠NV间量子态隐形传态）将模拟结果与经典实验研究进行对比验证，展示了软件的实用性与可靠性。总体而言，这一数字孪生模型为NV自旋动力学提供了鲁棒且精细的数值建模工具，其简洁易用的特性可满足广泛的应用需求。