01 octobre 2013
Logiciel Kwant : simulation du transport quantique pour tous.
Contact : Christoph Groth

Le logiciel Kwant vient d’être mis à disposition de la communauté scientifique sur le site http://kwant-project.org. Outre l’optimisation classique de la vitesse de simulation, cette plateforme logicielle permet un gain drastique du temps humain nécessaire pour étudier de nouveaux systèmes physiques quantiques.

 

Alors que la communauté des simulations « ab-initio » est très structurée autour de quelques grands codes de calculs, la thématique du transport quantique, qui correspond pourtant à une communauté assez conséquente, ne possède pas de tels outils.

Kwant (v1.0) est une plateforme générique basée sur le cadre théorique dit des « liaisons fortes ». Kwant implémente un nouveau paradigme de simulations numériques où, en lieu et place d’un programme monolithique (avec ses divers fichiers « input » associés), on écrit de courts programmes dans un langage de très haut niveau (python). Du point de vue utilisateur, l’utilisation de Kwant est très proche du formalisme mathématique naturel de la théorie : on décrit un système dans Kwant (Hamiltonien) presque comme on écrit l’équation correspondante sur un tableau noir. Quelques dizaines de lignes de code séparent des applications aussi différentes que des vannes de spins métalliques ou par effet tunnel, des isolants topologiques, le graphène, l’effet Hall quantique, l’électronique moléculaire, les matériaux magnétiques ou supraconducteurs, toute combinaison de ce qui précède et de nombreuses autres applications.

 

Kwant sert de base logicielle à t-Kwant (transport quantique radio-fréquence résolu en temps, en production) et à ee-Kwant (qui inclut les corrélations à N corps, en développement) qui viennent étoffer nos capacités de simulation à de nouveaux systèmes et de nouveaux régimes dynamiques de fonctionnement.

Kwant est issu d’une collaboration entre l’INAC (Christoph Groth et Xavier Waintal), l’université de Leiden (Michael Wimmer) et l’université de Delft (Anton Akhmerov) commencée début 2011. Il est financé par le projet ERC « MesoQMC ». Kwant 1.0 est doté d’un système d’installation automatisé et d’une documentation complète. Une dizaine d’articles scientifiques utilisant Kwant sont publiés ou en cours de publication.

 

Maj : 01/06/2016 (846)

 

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