Octopus：一个用于探索扩展与有限体系中光驱动现象及量子动力学的计算框架
计算物理
2020-04-02 v1
摘要
近年来，实验与理论工具的卓越进展使我们能够以高精度在短时间尺度和原子尺度上监测并控制物质。实现具有定制性质的材料工程的一条引人注目且富有挑战性的途径，是寻找设计或选择性操控材料的方法，特别是在量子层面。为此，拥有一个最先进的从头算计算机模拟工具，能够可靠且精确地模拟复杂体系物理和化学性质中光致变化，至关重要。基于第一性原理实空间的Octopus项目正是基于这一理念诞生，它提供了一个独特的框架，通过在广义含时密度泛函理论框架内考虑电子、离子和光子的量子力学效应，描述分子复合物、低维材料和扩展体系中的非平衡现象。本文旨在介绍过去几年中实现的新特性，包括与性能和大规模并行相关的技术发展。我们还描述了用于解决超快光驱动过程的主要理论进展，例如用于描述新型光-物质杂化态的量子电动力学密度泛函形式（QEDFT）新理论框架。这些进展以及作为Octopus软件包一部分即将发布的其他进展，将使科学界能够模拟和表征空间与时间分辨光谱、分子与材料中的超快现象，以及新的涌现物质态（QED材料）。
引用
@article{arxiv.1912.07921,
title = {Octopus, a computational framework for exploring light-driven phenomena and quantum dynamics in extended and finite systems},
author = {Nicolas Tancogne-Dejean and Micael J. T. Oliveira and Xavier Andrade and Heiko Appel and Carlos H. Borca and Guillaume Le Breton and Florian Buchholz and Alberto Castro and Stefano Corni and Alfredo A. Correa and Umberto De Giovannini and Alain Delgado and Florian G. Eich and Johannes Flick and Gabriel Gil and Adrián Gomez and Nicole Helbig and Hannes Hübener and René Jestädt and Joaquim Jornet-Somoza and Ask H. Larsen and Irina V. Lebedeva and Martin Lüders and Miguel A. L. Marques and Sebastian T. Ohlmann and Silvio Pipolo and Markus Rampp and Carlo A. Rozzi and David A. Strubbe and Shunsuke A. Sato and Christian Schäfer and Iris Theophilou and Alicia Welden and Angel Rubio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07921},
year = {2020}
}