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Séance de cours

Simulation quantique avec nextnano

Description

Cette séance de cours présente le logiciel nextnano, un résolveur Schrödinger-Poisson pour simuler des nanostructures complexes. Il couvre la structure d'entrée, le dopage des matériaux et les solutions autocohérentes pour Poisson, Drift-Diffusion et Schrödinger Equations. Le tutoriel comprend des exemples de code et des détails sur la résolution de l'équation Poisson pour obtenir la distribution de la densité de charge et le potentiel. Il explique également l'initialisation, la détermination du potentiel et la visualisation de la sortie dans nextnano.

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Concepts associés (32)

Informatique quantique

L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des calculateurs quantiques et des associés. La notion s'oppose à celle d'informatique dite « classique » n'utilisant que des phénomènes de physique classique, notamment de l'électricité (exemple du transistor) ou de mécanique classique (exemple historique de la machine analytique). En effet, l'informatique quantique utilise également des phénomènes de la mécanique quantique, à savoir l'intrication quantique et la superposition.

Convection–diffusion equation

The convection–diffusion equation is a combination of the diffusion and convection (advection) equations, and describes physical phenomena where particles, energy, or other physical quantities are transferred inside a physical system due to two processes: diffusion and convection. Depending on context, the same equation can be called the advection–diffusion equation, drift–diffusion equation, or (generic) scalar transport equation.

Simulateur quantique

vignette|Sur cette photo d'un simulateur quantique, les ions sont fluorescents, ce qui indique que les qubits sont tous dans le même état ("1" ou "0"). Dans de bonnes conditions expérimentales, les ions du cristal prennent spontanément une structure triangulaire. Crédit: Britton/NIST vignette|Illustration de ions piégés : Le cœur du simulateur est un cristal de deux dimensions de ions de béryllium (sphères bleues); l'électron ultrapériphériques de chaque ion est un bits quantiques (flèches rouges).

Densité de charge

La densité de charge électrique désigne la quantité de charge électrique par unité d'espace. Selon que l'on considère un problème à 1, 2 ou 3 dimensions, c'est-à-dire une ligne, une surface ou un volume, on parlera de densité linéique, surfacique ou volumique de charge. Leurs unités sont respectivement le coulomb par mètre (), le coulomb par mètre carré () et le coulomb par mètre cube () dans le Système international. Comme il existe des charges négatives comme des charges positives, la densité de charge peut prendre des valeurs négatives.

Équation de Schrödinger

L'équation de Schrödinger, conçue par le physicien autrichien Erwin Schrödinger en 1925, est une équation fondamentale en mécanique quantique. Elle décrit l'évolution dans le temps d'une particule massive non relativiste, et remplit ainsi le même rôle que la relation fondamentale de la dynamique en mécanique classique. Au début du , il était devenu clair que la lumière présentait une dualité onde-corpuscule, c'est-à-dire qu'elle pouvait se manifester, selon les circonstances, soit comme une particule, le photon, soit comme une onde électromagnétique.

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Séances de cours associées (32)

Introduction à nextnano: Simulation et analyse

Couvre le logiciel de simulation nextnano, en se concentrant sur la structure des fichiers d'entrée, le processus de simulation et les méthodes d'analyse.

Simulation quantique : Fondements et applications

Couvre les fondamentaux de la simulation quantique, les défis dans la simulation classique, l'approximation Trotter, et les applications dans la diffusion de neutrons inélastiques.

Simulation de chimie quantique

Discute de la nécessité d'ordinateurs quantiques pour simuler la chimie quantique et les explore physiquement.

Modélisation des matériaux: de la prévision à la conception

Explore la modélisation des matériaux, en se concentrant sur la prédiction et la conception des propriétés des matériaux par le calcul, y compris l'analyse des défauts, les calculs de cohérence du temps et les simulations quantiques.

Équations de Continuité: Production d'Entropie Interne

Explore les équations de continuité et la production d'entropie interne dans divers systèmes de coordonnées, en mettant l'accent sur les fonctions scalaires et les quantités vectorielles.

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