电子-声子模型的高效可扩展量子蒙特卡洛模拟
强关联电子
2022-07-18 v2 统计力学
计算物理
摘要
我们提出了用于电子-声子模型的高度可扩展量子蒙特卡洛模拟方法，并报道了 square lattice 上 Holstein 模型的基准测试结果。行列式量子蒙特卡洛（DQMC）方法是有限温度下模拟简单电子-声子模型的常用工具，但其计算代价随系统尺寸呈三次方增长。或者，采用混合蒙特卡洛（HMC）方法与费米子行列式的积分表示可实现随系统尺寸近线性 scaling。在此，我们引入一组方法使此类模拟更快。为克服由玻色作用量引起的“刚性”，我们综述了如何将傅里叶加速与时间步分裂相结合。为跨越与强束缚双极化子形成相关的声子采样壁垒，我们设计了近似保持粒子-空穴对称性的全局蒙特卡洛更新。为加速迭代线性求解器，我们引入了一种在无限原子质量的绝热极限下变为精确的预条件子。最后，我们展示了如何利用快速傅里叶变换加速随机测量。这些方法互为补充，结合使用视模型细节可产生多个数量级的加速。
引用
@article{arxiv.2203.01291,
title = {Fast and scalable quantum Monte Carlo simulations of electron-phonon models},
author = {Benjamin Cohen-Stead and Owen Bradley and Cole Miles and George Batrouni and Richard Scalettar and Kipton Barros},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.01291},
year = {2022}
}