量子科技中心_量科网

该研究团队推出了一款名为“1d-qt-ideal-solver”的开源Python库，用于模拟理想相干条件下的一维量子隧穿动力学。该求解器采用基于二阶Trotter-Suzuki分解的分步算子法，通过快速傅里叶变换实现谱微分处理动能项，并采用复吸收势消除边界反射效应。利用Numba即时编译技术，在保持代码可读性的同时获得了接近编译语言的性能。 研究人员通过两个经典测试案例验证了该工具：模拟氧化物层场致发射的矩形势垒，以及近似扫描隧道显微镜相互作用的Gaussian势垒。两种模拟均在飞秒级传播过程中实现了机器精度级的能量守恒，展现出卓越的数值保真度。基于信息论度量与非参数假设检验的对比分析表明，在超势垒状态下，矩形势垒的透射系数略高于Gaussian势垒，但Jensen-Shannon散度分析显示几何构型间的实际差异较小。相空间分析证实，时空域平均后会出现完全退相干现象。 该库名称中的“理想化”明确限定其适用范围：主动排除了耗散、环境耦合及多体相互作用，使其仅适用于定性研究和教学演示，而非定量实验预测。遵循MIT许可协议发布的该工具库，为量子力学教学和隧穿动力学初步探索提供了可直接部署的解决方案。