#فــیزیـک_کــوانــتوم

ابزار ریاضی به محاسبه‌ی سریع‌تر خواص مواد کوانتومی کمک می‌کندابزار ریاضی به محاسبه‌ی سریع‌تر خواص مواد کوانتومی کمک می‌کند

شبیه‌سازی ریاضی بسیاری از مواد کوانتومی تقریبا غیر‌ممکن بوده است به این دلیل که زمان محاسباتی لازم بسیار طولانی است اکنون یک گروه تحقیقاتی مشترک بین دانشگاه آزاد برلین و موسسه‌ی هلمهولتززنتروم برلین HZB روشی را برای کاهش چشمگیر این زمان محاسباتی ثابت کرده است این روش می‌تواند توسعه‌ی مواد را برای فناوری‌های آی‌تی به لحاظ انرژی کارامد تسریع بخشد.
@Physics3p
ابر‌کامپیوتر‌ها برای بررسی مسائل پیچیده‌ی پژوهشی حیاتی هستند. اصولا، حتی خواص مغناطیسی و گرمایی و همینطور گذار‌های فاز‌های مواد جدید هم می‌تواند در کامپیوتر‌ها شبیه‌سازی شود. استاندارد این نوع مدل‌سازی، روش مونت‌کارلوی کوانتومی است با این حال که این روش یک مشکل ذاتی دارد به خاطر دوگانگی موج ذره‌ی ای سیستم‌های کوانتومی هر ذره در یک ترکیب حالت جامد نه تنها دارای خواص ذره‌مانند مثل جرم و تکانه است بلکه ویژگی‌های موج‌مانند همچون فاز را نیز دارد تداخل باعث بر‌هم‌نهی امواج بر یکدیگر می‌شود به طوری‌که یکدیگر را به صورت موضعی، تقویت جمع کردن یا حذف کم کردن می‌کنند این موضوع محاسبات را به شدت پیچیده می‌کند از این مسئله با عنوان مشکل علامت روش مونت‌کارلوی کوانتومی نام برده می‌شود.

محققان دریافتند که محاسبه‌ی ویژگی‌های مواد کوانتومی با سی‌پی‌یوهای بزرگ‌کامپیوتر‌های امروزی حدود یک میلیون ساعت زمان می‌برد که بخش بسیار قابل توجهی از کل زمان در دسترس برای محاسبه است اکنون این گروه یک رویکرد ریاضیاتی را توسعه داده‌اند که با آن هزینه‌ی محاسباتی مربوط به مشکل علامت می‌تواند بسیار کم شود محققان می‌گویندما نشان می‌دهیم که سیستم‌های حالت‌جامد می‌توانند از چشم‌انداز‌های بسیار متفاوتی دیده شوند مسئله‌ی علامت نقشی متفاوت در این چشم‌انداز‌های متفاوت ایفا می‌کند موضوع بعدی، پرداختن به سیستم حالت‌جامد است به این طریق که مسئله‌ی علامت کمینه می‌شوداز سیستم‌های اسپینی ساده تا سیستم‌های بسیار پیچیده‌تر
این روش برای سیستم‌های حالت‌جامد ساده با اسپین‌ها که موجب شکل‌گیری آن‌چه که به نردبان‌های هایزنبرگ موسوم است می‌شوندمحققان را قادر ساخته تا زمان محاسباتی برای مسئله‌ی علامت را به طور قابل توجهی کاهش دهند با این وجود، این ابزار ریاضی می‌تواند برای سیستم‌های اسپینی پیچیده‌تر نیز بکار برده شود و نویدبخش محاسبه‌ی سریع‌تر خواص آن‌ها باشدمحققان دریافتند که این امر یک روش جدید برای سرعت‌بخشیدن به توسعه‌ی مواد با ویژگی‌های اسپینی خاص بدست می‌دهداین نوع مواد می‌توانند دارای کاربرد در فناوری‌های آی‌تی آینده باشند که در آن‌هاداده‌ها باید با صرف انرژی بسیار کمتری پردازش و ذخیره شوند.


#مـتـرجــم_ســاکـار

#گـرداوری_آریــوس_راد

https://phys.org/news/2020-08-mathematical-tool-properties-quantum-materials.html

@Physics3p