超越哈密顿量限制的材料——量子测量作为材料设计的资源
最新研究发现,某些材料和器件的行为已超越传统电子结构理论的解释范畴。传统理论完全基于哈密顿演化框架,仅能描述幺正动力学过程,因而只能解释特定类别的量子系统。相比之下,融合量子测量作为内禀动力学要素的电子系统,其演化过程呈现哈密顿动力学与投影态更新交织的特征。这种幺正-投影动力学打破了纯幺正演化的限制,允许对称性关联传输通道之间发生随机布居数转移,从而催生全新的材料功能特性。这一认识启发我们主动设计利用幺正-投影动力学的材料和器件。本文系统阐述幺正-投影电子动力学的基础理论,并由此勾勒出量子材料及其功能特性的全新版图。模型计算表明:介观结构可被动实现本征非互易单电子传输;新型磁性材料涌现全新磁学类别;能量收集与转换平台有望突破传统卡诺效率极限。

