[发明专利]用于确定开放量子系统响应时间和瞬态电流评估的方法

摘要

快速算法用于研究由于阶梯状脉冲引起的瞬态行为。该算法由两部分组成：只要TN，算法I就为大系统将计算复杂度降低到T0N3；算法II采用快速多极技术，并且每当TN2时实现标定T0N3，在TN2以外，它在更长时间内变为Tlog2N。因此，如果TN2，它是O(1)阶。已经对石墨烯纳米带进行了基准计算，其中N=104并且T=108。该新算法允许解决许多大规模瞬态问题，包括以前可能无法实现的磁隧道结和铁电隧道结。

主权项

1.一种用于确定纳米电子设备中纳米芯片的响应时间和峰值瞬态电流的瞬态电流评估的方法，包括以下步骤：从第一原理、紧束缚方法等输入哈密顿量Heq、Hneq，并且通过使用复吸收势CAP准备引线的自能量；生成本征态和本征能量；从Pade频谱分解PSD方法扩展费米函数；利用残差定理，基于非平衡格林函数NEGF形式，从生成的本征态和本征能量以及扩展的费米函数构造超过WBL的瞬态电流的精确等式，将表达分别分离成取决于空间和取决于时间的分量，使得它是I(t)=lt(Io,Vm(t),Mn)的一般形式，使得它是由取决于时间的Vandermonde矩阵Vm和其它取决于空间的矩阵Mn组成的函数；通过优化的矩阵乘法过程计算和构造取决于空间的矩阵Io和Mn；直接计算Vm和Mn的乘法；以及从Vm和Mn与Io的乘法来计算I(t)的所有贡献部分的总和，并且在用户定义的时间段内获得完整的瞬态响应I(t)，以形成算法I，该算法I具有50N3+TN2的计算复杂度，其中N是系统大小并且T是时间步长。