QuantumForge 是一个纯 Python + NumPy 实现、透明可读的教学级计算科学平台。
统一的数据模型、统一的「计算模块注册表」,让任何新算法都能用一行 @register 接入,
并自动获得命令行、演示流水线与文档。
所有引擎共享同一个 Molecule 对象模型,并通过注册表统一编排——你写的算法,
自动获得 CLI、演示与文档。
Hückel π-MO、扩展 Hückel、STO-3G RHF Hartree–Fock,以及一维势阱 / 势垒 / 环等可解析验证的量子模型。
HF: He = −2.8078 Ha ✓Flory–Huggins 相图与旋节线、分子量分布与多分散度、Fox / Gordon–Taylor 玻璃化转变、Markov 链与 Monte-Carlo。
相混 / 临界 / 旋节线 ✓配分函数、热力学量、一维量子阱 / 紧束缚、Kronig–Penney 能带、Ising 模型与渗流阈值。
有序 ⇄ 顺磁 ✓NVE / NVT / NPT 分子动力学、Velocity-Verlet 积分、Berendsen / Langevin 恒温器与压力耦合。
300 K 控温 ✓Glide 风格网格打分(氢键 / 疏水 / 排斥),BAR、MM-PBSA 与热力学积分(TI)自由能方法。
dG 符号 / 量级 ✓共轭梯度 / 最速下降最小化器(带稳定性步长钳制),有限差分 Hessian 简正模式分析给出实频振动。
实频振动模式 ✓分子数据模型是总线;CIF 读写直接喂给固体物理,力场与拓扑喂给 MD 与优化。
python run_demo.py 顺序执行 8 大模块,输出与文献一致。
注册表是唯一的「总线」。新模块自动出现在 qf registry、演示流水线与文档中——
扩展是「加法」,不是「改动」。
在任意模块里实现你的计算函数,输入/输出用 Molecule 或基本类型。
@registry.register(domain, name, ...) 声明领域、命令名与签名。
立即获得 CLI 子命令、演示纳入、文档生成,无需改任何调用方。
扩展基组 HF、AM1/PM6 半经验、DFT(LDA/GGA)、MP2/CCSD 后 HF 关联、 TD-DFT 激发态、QM/MM 杂化、实时 TDSE 电子动力学。
从定性 MO → 定量电子结构自洽场 SCF 嵌段共聚物相图、Kremer–Grest 粗粒化 MD、蛇行/管模型流变、 聚合动力学 KMC、玻璃化自由体积、结晶与球晶。
从相图 → 结构与流变2D 紧束缚能带(石墨烯)、Landauer 量子输运、强关联精确对角化 / DMRG、 DMFT、路径积分 MC、相变谱系(Potts/XY/Heisenberg)。
从相变 → 能带与关联