Bilim insanları, kuantum sistemlerinin zaman içindeki davranışlarını modellemek için GPU teknolojisine dayalı yeni bir hesaplama yöntemi geliştirdi. PACES (Parallelized Application of Co-Evolving Subspaces) olarak adlandırılan bu teknik, kuantum mekaniğinin temel denklemi olan zamana bağlı Schrödinger denkleminin çözümünde devrim yaratabilecek bir yaklaşım sunuyor.
Yöntemin temel özelliği, her hesaplama adımında toplam Hilbert uzayının sınırlı bir alt kısmını sistematik olarak oluşturması ve zaman evrimini bu alt uzay içinde tam olarak hesaplaması. Bu alt uzaylar dinamik olarak yeniden hesaplanarak durum vektörü ile birlikte eş-evrimleşiyor. Bu sayede hem hesaplama verimliliği artırılıyor hem de doğruluk korunuyor.
Araştırmacılar, yöntemi baştan sona grafik işlem birimlerinde paralel hesaplama için tasarladı. Bu özellik, özellikle belirli bir temel kümede seyrek olan Hamiltonian operatörleri için oldukça uygun. Böylece geleneksel işlemcilere kıyasla çok daha hızlı hesaplamalar mümkün hale geliyor.
Yöntemin performansını test etmek için araştırmacılar, 1D Holstein modeli üzerinde karşılaştırmalar yaptı ve daha önce yayınlanmış multiset-MPS sonuçlarıyla uyumlu bulgular elde etti. Ardından bir, iki ve üç boyutlu model kromofor nano-agregatlarında optik spektrumlar ve denge-dışı dinamiklerin hesaplanmasında başarıyla uygulandı.