各向异性海森堡铁磁体的 GPU 加速蒙特卡洛模拟

蒙特卡洛方法是计算 otherwise 不可解自旋哈密顿量的热力学磁态的有力技术，但随着自旋数量的增加，该方法在计算上变得难以承受，且真实材料和纳米结构的模拟十分繁琐。本文提出了在图形处理单元 (GPU) 上加速三维各向异性海森堡模型的蒙特卡洛模拟。此处给出的方法的 GPU 实现相比传统实现提供了两个数量级的加速，并能够模拟包含多达 $10^8$ 个自旋的任意晶格大型系统于单个 GPU 上。这为模拟尺寸达数百纳米的复杂结构与器件以在有限温度下以原子分辨率计算其磁态提供了可能。