論文の概要: Spinsim: a GPU optimized python package for simulating spin-half and
spin-one quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.05586v1
- Date: Tue, 12 Apr 2022 07:39:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-17 05:41:40.976470
- Title: Spinsim: a GPU optimized python package for simulating spin-half and
spin-one quantum systems
- Title（参考訳）: spinsim: スピンハーフとスピンワン量子システムをシミュレートするgpu最適化pythonパッケージ
- Authors: Alex Tritt, Joshua Morris, Joel Hochstetter, R. P. Anderson, James
Saunderson, L. D. Turner
- Abstract要約: Spinsimパッケージは、時間依存のShroedinger方程式に従ってスピンハーフとスピン1量子力学系をシミュレートする。
PyPIでインストールでき、ソースコードはGitHubで入手できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6263481844384229
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Spinsim python package simulates spin-half and spin-one quantum
mechanical systems following a time dependent Shroedinger equation. It makes
use of numba.cuda, which is an LLVM (Low Level Virtual Machine) compiler for
Nvidia Cuda compatible systems using GPU parallelization. Along with other
optimizations, this allows for speed improvements from 3 to 4 orders of
magnitude while staying just as accurate, compared to industry standard
packages. It is available for installation on PyPI, and the source code is
available on github. The initial use-case for the Spinsim will be to simulate
quantum sensing-based ultracold atom experiments for the Monash University
School of Physics \& Astronomy spinor Bose-Einstein condensate (spinor BEC)
lab, but we anticipate it will be useful in simulating any range of spin-half
or spin-one quantum systems with time dependent Hamiltonians that cannot be
solved analytically. These appear in the fields of nuclear magnetic resonance
(NMR), nuclear quadrupole resonance (NQR) and magnetic resonance imaging (MRI)
experiments and quantum sensing, and with the spin-one systems of nitrogen
vacancy centres (NVCs), ultracold atoms, and BECs.
- Abstract（参考訳）: Spinsim pythonパッケージは、時間依存のShroedinger方程式に従ってスピンハーフおよびスピン1量子力学系をシミュレートする。
numba.cudaは、GPU並列化を用いたNvidia Cuda互換システム向けのLLVM(Low Level Virtual Machine)コンパイラである。
他の最適化に加えて、業界標準パッケージと同等の精度を維持しながら、3桁から4桁のスピード改善が可能になる。
PyPIでインストールでき、ソースコードはgithubで入手できる。
スピンシムの最初の用途は、モナッシュ大学物理学部における量子センシングに基づく超低温原子実験をシミュレートすることであるが、解析的に解決できない時間依存のハミルトニアンを持つスピンハーフまたはスピン1の量子系の範囲をシミュレートするのに有用であると予測している。
これらは核磁気共鳴(NMR)、核四極子共鳴(NQR)、磁気共鳴イメージング(MRI)実験、量子センシング、および窒素空洞中心(NVC)、超低温原子、BECのスピン1系に現れる。
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