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用于长程相互作用系统Metropolis蒙特卡洛模拟的快速、层次化、自适应算法

计算物理 2023-07-27 v1 统计力学

摘要

我们提出了一种用于具有长程相互作用系统的Metropolis蒙特卡洛模拟的快速、层次化、自适应算法,该算法精确复现标准实现的动力学,即生成的构型以及由此测得的所有观测量均相同,尤其适用于非平衡研究。该方法在二维幂律相互作用的长程Ising模型(具有非守恒序参量)和Lennard-Jones系统中进行了演示。测得的运行时间支持平均复杂度 O(NlogN)O(N\log N),其中 NN 为自旋或粒子数。重要的是,该标度行为的前置因子很小,这在实际中体现为大于 10410^4 的加速比。该方法是通用的,将使得以往无法处理的大系统得以研究,并可能实现对根植于长程相互作用的物理现象的更细致理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.14670,
  title  = {Fast, hierarchical, and adaptive algorithm for Metropolis Monte Carlo simulations of long-range interacting systems},
  author = {Fabio Müller and Henrik Christiansen and Stefan Schnabel and Wolfhard Janke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.14670},
  year   = {2023}
}