1d-qt-ideal-solver：一种带吸收边界的 1 维理想量子隧穿求解器

我们提出了 1d-qt-ideal-solver，这是一个用于在理想相干条件下模拟一维量子隧穿动力学的开源 Python 库。该求解器实现了第二阶 Trotter-Suzuki 分解方法，利用 FFT 基于谱的微分求解动能算子，并通过复数吸收势消除边界反射。Numba 即时编译实现了与编译语言相当的性能，同时保持了代码的可访问性。我们通过两个标准测试案例进行了验证：矩形势垒用于模拟氧化层中的场发射，高斯势垒近似扫描隧道显微镜的相互作用。这两个仿真在机器精度的能量守恒下实现了纳秒尺度的传播。比较分析采用信息论措施和非参数假设检验，发现矩形势垒在越过势垒区域的透射系数略高于高斯势垒，尽管 Jensen-Shannon 发散分析表明两种几何结构之间的实际差异相对温和。相空间分析确认在时空域平均后实现了完全去相干。该库名称反映了其范围：理想化意味着刻意排除了耗散、环境耦合和多体相互作用，将适用性限制于定性洞察和教育目的，而非定量实验预测。该库在 MIT 许可下发布，提供了一个可部署的教育量子力学和隧穿动力学初步探索的工具。