众所周知，精确量子动力学计算在扩展到含四个原子以上时面临很大挑战，主要原因是计算量随原子数按指数增长，因此如何改变这种变化关系，寻找大幅降低计算量的有效途径，是现时动力学方法发展的最重要问题之一。经过多年的努力，我们发展和建立了一种PBFC-PIST量子动力学理论方法，并编制出适用于任何四原子体系的并行计算程序。PBFC-PIST并行程序的计算效率和并行效率都非常高，已成功应用于亚乙烯基隧穿分裂的精确量子动力学计算，并可望开展更大基组或更大分子体系的量子动力学计算。　　量子隧穿一直是物理化学家关心的重要现象，尤其是涉及双氢迁移体系。实验上，隧穿分裂是重要的可观测量，能直接提供氢迁移过程的动力学信息;理论研究者发展了许多近似计算方法处理单势垒的经典隧穿过程，然而对于涉及两个势垒的连续双氢迁移过程，则要使用量子动力学方法来处理。本文选择亚乙烯基-乙炔异构体系作为研究对象。其中，乙炔是研究四原子分子振转光谱的基准体系，亚乙烯基是燃烧化学和大气化学反应中的重要中间体，二者异构化是分子内1，2-氢迁移的模板反应;亚乙烯基量子隧穿是典型的分步双氢迁移过程，可用于模拟生命过程中至关重要的氢原子交替迁移，如DNA碱基对的光诱导突变。因此，对该异构体系的光谱和动力学研究具有重要的科学意义。目前，前人已对亚乙烯基和乙炔的振动光谱和异构化反应速率开展了大量的实验和理论研究;然而，对于亚乙烯基振动态隧穿分裂还尚无文献报导，这正是本文的主要研究内容。　　尽管CCH2体系只有四个原子，但由于亚乙烯基隧穿过程涉及宽幅核运动，中间体乙炔势阱很深，而且在隧穿能量区域态密度非常高，这些都使得精确的隧穿量子动力学计算具有极大的难度和挑战性。我们使用PBFC-PIST量子动力学程序，通过开展大规模并行计算，精确收敛了亚乙烯基全对称A1和关于碳碳原子交换反对称B2的振动态能级，并首次报导了碳碳原子交换对称性引起的亚乙烯基振动态隧穿分裂。计算发现不同振动模式激发较基态隧穿分裂增强了10-103倍，表现出显著的选模增强效应。我们定义并计算了亚乙烯基异构寿命，根据不同振动态异构寿命的巨大差异，可以在量子振动态水平上深刻理解亚乙烯基—乙炔异构化过程，如基态亚乙烯基的异构寿命达到622ps，远大于前人的实验和理论计算值，而异构振动模式Q6激发态2v6寿命仅为0.58ps，显示出超快分子内氢迁移过程。本文还计算得到若干CCH2异构态，它在亚乙烯基和乙炔区域都有较大的几率分布，波函数分析表明其振动模式为分子内异构。此外，我们提出一种快速准确指认亚乙烯基振动态的方法，并对文献中一些未见报道的振动态进行了明确指认。本文计算最大哈密顿矩阵维数达到2，240，000，这也是目前CCH2体系最精确的全维量子动力学计算。　　另外，在准连续谱近似下，我们使用简正模式哈密顿对亚乙烯基共振态开展了全维量子动力学计算。首先，通过亚乙烯基振动态计算，检验简正模式哈密顿的有效性，计算发现，除涉及非平面振动模式v4的振动态外，其它振动态能级与精确能级值符合很好。然后，我们自定义反应坐标，并在该方向上施加复吸收势，通过求解复本征方程，计算得到了不同振动态下亚乙烯基的共振衰变寿命。其中，振动基态的亚乙烯基寿命最长，达到60.3ps;对异构贡献很小的Q2振动激发态比较稳定，如v2态寿命为23.8ps;而主异构坐标Q6振动激发态寿命非常短，如2v6态亚乙烯基的寿命只有0.1ps。简正模式哈密顿形式简单，非常适合处理大分子体系，我们对原六维程序进行维数扩展，初步开展了一些21维并行量子动力学程序方面的工作。