qmsolve库:一个解决和可视化薛定谔方程的量子学习python库

△ 展示：

1 一维（1D）效果：

2 二维（2D）效果：

3 一维和二维综合展示效果：

4 三维（3D）效果：

△ 背景：

1 薛定谔方程(Schr?dinger equation)：

1.1 是由奥地利物理学家薛定谔1926年提出的量子力学中的一个基本方程。

1.2 是量子力学的一个基本假定，其正确性只能靠实验来检验。

1.3 是将物质波的概念和波动方程相结合建立的二阶偏微分方程，可描述微观粒子的运动，每个微观系统都有一个相应的薛定谔方程式，通过解方程可得到波函数的具体形式以及对应的能量，从而了解微观系统的性质。

2 量子力学：

是描写微观物质的一种物理学理论，与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱。

△ qmsolve库：

1 介绍：

A module for solving and visualizing the Schr?dinger equation。

一个解决和可视化薛定谔方程的库。

2 github地址：

https://github.com/quantum-visualizations/qmsolve

3 安装：

# 推荐安装
pip install qmsolve
# 本机安装
sudo pip3.8 install qmsolve

4 意义：

是一个学习薛定谔方程和量子力学并可视化理解1D、2D、3D的python库，国内基本没有这个介绍，可用于教学和研究，也可以用于普通人理解量子有关内容。

△ 举例：

1 代码：

# 导入模块
import numpy as np
from qmsolve import Hamiltonian, SingleParticle, init_visualization,?

# 这是我自己设置，防止负号等符号显示报错
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False

# 函数定义
# interaction potential，2个
def two_gaussian_wells(particle):
	 = 0.7*?
	σ = 0.5*?
	V = 25.7*(2+
	-np.exp((-(particle.x-)**2 -(particle.y)**2 ) / (2*σ**2))
	-np.exp((-(particle.x+)**2 -(particle.y)**2 ) / (2*σ**2)))
	return V

H = Hamiltonian(particles = SingleParticle(), 
				potential = two_gaussian_wells, 
				spatial_ndim = 2, N = 100, extent = 8*?)

eigenstates = H.solve(max_states = 40)
visualization = init_visualization(eigenstates)  

# 可视化图1
visualization.animate( xlim=[-2.0*?, 2.0*?], ylim=[-2.0*?, 2.0*?])

coeffs = np.zeros([10], np.complex128)
coeffs[0] = 1.0
coeffs[1] = -1.0
# 可视化图2
visualization.superpositions(coeffs, dt=0.03, xlim=[-2.0*?, 2.0*?], ylim=[-2.0*?, 2.0*?])

2 操作：

△ 结尾：

我也是初步介绍，感谢原作者的github开源。

自己整理和分享出来，给喜欢的人认识、了解、学习、教学和掌握。