晶格上关联电子的费米子传播子与交替基量子蒙特卡洛方法
强关联电子
2023-01-25 v2 化学物理
计算物理
摘要
哈伯德模型的超冷原子模拟为平衡态及非平衡态下电荷与自旋关联的特征提供了见解。而相应的数值模拟仍是一项重大挑战。我们基于连续空间中电子量子蒙特卡洛(QMC)模拟的近期进展,将类似思想应用于平方晶格哈伯德模型。我们设计并基准测试了两种离散时间QMC方法,即费米子传播子QMC(FPQMC)与交替基QMC(ABQMC)。在FPQMC中,时间演化由实空间中的快照表示,而ABQMC中的快照在实空间与倒空间之间交替。这些方法可用于研究巨正则系综或正则系综下的平衡性质、外场淬火,乃至纯态的演化。各种实空间/倒空间关联函数也在其能力范围之内。两种方法处理的矩阵大小均等于粒子数(因而与轨道数或时间片数无关),这使得更新代价低廉。我们在相关设置下对方法进行了基准测试。在平衡态中,FPQMC方法具有极优的平均符号,且在某些情况下即便虚时间离散化较差也能给出正确结果。ABQMC的平均符号明显更差,但也能产生良好结果。在非平衡态下,FPQMC遭受强烈的动力学符号问题。相反,在ABQMC中,符号问题不随时间变化。利用ABQMC,我们计算了若干实验相关纯态的存活概率。
引用
@article{arxiv.2206.08844,
title = {Fermionic-propagator and alternating-basis quantum Monte Carlo methods for correlated electrons on a lattice},
author = {Veljko Janković and Jakša Vučičević},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.08844},
year = {2023}
}
备注
J. Chem. Phys. in press (2023); main text: 26 pages, 12 figures; supplementary material: 24 pages, 20 figures