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基于随机批次的交互量子粒子系统热平均的高效采样

量子物理 2021-06-16 v4

摘要

本文提出一种高效采样方法 pmmLang+RBM,用于计算交互量子粒子系统中的量子热平均。得益于随机批次方法(RBM),pmmLang+RBM 将每个时间步因相互作用力产生的复杂度从 O(NP2)O(NP^2) 降至 O(NP)O(NP),其中 NN 为 bead 数,PP 为粒子数。尽管 RBM 在每个时间步引入了相互作用力的随机扰动,但沿采样过程的随机扰动的长期效应仅导致 pmmLang+RBM 的经验测度相对于目标分布存在微小偏差,这也意味着热平均计算中的误差很小。我们对 pmmLang+RBM 的收敛性进行了数值研究,并定量考察了热平均计算误差对批次大小、时间步等参数的依赖关系。我们还提出了 pmmLang+RBM 的一种扩展,其基于分裂蒙特卡洛方法,适用于相互作用势包含奇异部分的情形。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.04688,
  title  = {Efficient Sampling of Thermal Averages of Interacting Quantum Particle Systems with Random Batches},
  author = {Xuda Ye and Zhennan Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.04688},
  year   = {2021}
}