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基于张量网络方法推导六角冰与立方冰残熵的等价性

统计力学 2025-12-01 v1

摘要

六角冰(ShS_h)和立方冰(ScS_c)的残熵等价性这一长期问题至今未得到定论,尽管已有数十年研究旁证其等价性。解析研究已确立不等式 ShScS_h \geq S_c,而数值研究暗示两者值非常接近。本文采用高精度张量网络方法重新审视此问题。在蒙特卡罗方法中,无法直接通过抽样地面态简并空间获取残熵,但张量网络框架可将“冰规则”显式编码于局部张量中,随后将残熵转化为寻找投影 entangled-pair operator 形式的迁移算子最大特征值的问题,从而实现高精度数值求解。与此同时,我们提出一种新视角基于分析迁移算子的正规性,证明若该算子为正规,则必然满足 Sh=ScS_h = S_c。随后我们采用变分张量网络方法数值验证了该正规性。最终,我们利用近期开发的 split corner transfer matrix renormalization group 算法直接计算两者残熵,为 Sh=ScS_h = S_c 的等价性提供了严格依据。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.22477,
  title  = {Equivalence of residual entropy of hexagonal and cubic ices from tensor network methods},
  author = {Xia-Ze Xu and Tong-Yu Lin and Guang-Ming Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.22477},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 6 figures, two tables