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
Инструмент, получивший название «Феникс», позволяет исследователям очень быстро исследовать сложные эффекты с ранее недостижимым уровнем детализации, причём без необходимости знания высокопроизводительных вычислений. Результаты были опубликованы в журнале Computer Physics Communications.
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.
Профессор Стефан Шумахер из PhoQS объясняет: «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 до тысячи раз быстрее и на 99,8% более энергоэффективен, чем обычные инструменты».
Доступность и применение
Феникс доступен 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.
Ведущий автор текущего исследования, аспирант Ян Вингенбах, добавляет: «Оптимизация до текущего уровня стала возможной благодаря тесному сотрудничеству с экспертами в области высокопроизводительных вычислений из PC2».
Доктор Роберт Шаде, научный сотрудник и эксперт в области высокопроизводительных вычислений в PC2, говорит: «Эта синергия между передовыми исследованиями в области квантовой фотоники и высокопроизводительными вычислениями позволила нам расширить границы вычислительной мощности и возможностей».
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.