新计算工具助力科学家解密量子材料奥秘
在当今科技飞速发展的时代，量子科技的进步尤为显著。量子材料，作为量子科技的基石，一直是研究人员关注的焦点。为了深入探索和理解这些材料的独特性质，研究人员不断寻求创新的工具和方法。在这个背景下，科学家们取得了重要的科研进展。他们开发了一种新的计算工具。这一工具的开发不仅是科研领域的一大突破，也为量子技术的进一步应用奠定了基础。
芝加哥大学普利兹克分子工程学院（PME）与阿贡国家实验室、摩德纳大学和雷焦艾米利亚大学的研究人员合作开发了一种新的计算工具，用于描述量子材料中原子在吸收和发射光时的行为。该工具将作为开源软件包 WEST 的一部分发布，它是WEST-TDDFT（无空态-瞬态密度泛函理论）的一部分，可以用于研究半导体材料的性质和行为。该软件包由 Marco Govoni 教授领导的团队在中西部计算材料综合中心 (MICCoM) 内开发，可帮助科学家更好地理解和设计量子新材料。该研究发表在《 化学理论与计算》上。
该工具的准确性已经在研究三种不同的半导体材料时得到验证，并且可以应用于广泛的相关材料。
使用WEST，科学家们可以研究过去无法大规模访问的系统和属性，从而扩大了他们研究量子材料用于量子技术的能力。此外，已经开发的软件可以在多种高性能架构上进行大规模运行，使得WEST成为一个强大的工具。
这项研究的结果对于量子材料的研究和应用具有重要意义，有助于推动量子技术的发展和应用。
开发WEST的MICCoM 团队包括 Victor Yu 博士、Yu Jin 和 Marco Govoni 教授的目标不仅仅是研究量子技术，还包括研究低功率和能源应用。他们正在继续应用和改进软件包中的算法，以研究广泛类别的材料。这些研究有助于推动科学界对新材料的理解和设计。
此外，本月，研究人员发表了新的研究结果，显示了靠近材料表面的自旋缺陷与材料内部更深处的自旋缺陷的行为方式不同，这取决于表面的端接方式。他们的研究结果对依赖自旋缺陷的量子传感器的设计具有重要意义。
该团队最近还发表了一篇论文，于12月9日发表在npj computational materials上，研究了神经形态计算中使用的铁电材料的特性。
这项工作得到了中西部计算材料综合中心 (MICCoM) 的支持，该中心由美国能源部资助。这项工作还使用了国家能源研究科学计算中心（NERSC）和芝加哥大学研究计算中心的资源。
