Учёные из Института фотонных квантовых систем (PhoQS) и Центра параллельных вычислений Падерборна (PC2) при Падерборнском университете разработали мощный инструмент программного обеспечения с открытым исходным кодом, который позволяет им моделировать поведение света в квантовых системах.
Уникальная особенность инструмента
Особенность программы под названием «Феникс» заключается в том, что исследователи могут использовать её для быстрого изучения сложных эффектов с ранее недостижимым уровнем детализации, не имея при этом специальных знаний в области высокопроизводительных вычислений. Результаты исследования были опубликованы в журнале Computer Physics Communications.
Решение уравнений
«Феникс» решает уравнения, описывающие взаимодействие света с веществом на квантовом уровне, что имеет важное значение для понимания и разработки будущих технологий, таких как квантовые компьютеры и передовые фотонные устройства.
«Более конкретно, мы рассматриваем так называемые нелинейные уравнения Шрёдингера и Гросса-Питаевского в двух пространственных измерениях. Конструкция „Феникса“ означает, что он может работать на стандартных ноутбуках или высокопроизводительных графических процессорах (GPU) и в тысячу раз быстрее и на 99,8 % энергоэффективнее, чем обычные инструменты», — объясняет профессор Штефан Шумахер из PhoQS.
Доступность для исследователей
Программа «Феникс» доступна исследователям по всему миру бесплатно. Программное обеспечение уже используется для изучения новых физических эффектов в редких квантовых состояниях света и помогает учёным лучше понимать и контролировать свет на микроскопическом уровне.
Доктор Роберт Шаде, эксперт по высокопроизводительным вычислениям в PC2, добавляет: «Синергия между передовыми исследованиями в области квантовой фотоники и высокопроизводительными вычислениями позволила нам расширить границы вычислительных мощностей».
Вклад в квантовую фотонику
Предварительные версии кода «Феникса» уже способствовали важным прорывам в квантовой фотонике. По словам команды, программа станет важным вычислительным инструментом для исследований новых фотонных состояний и их взаимодействий.
Предоставлено Падерборнским университетом.