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HubbardNet:利用深度神经网络高效预测 Bose-Hubbard 模型能谱

强关联电子 2023-09-04 v3

摘要

我们提出了一种基于深度神经网络(DNN)的模型(HubbardNet),以变分方式求解一维和二维 Bose-Hubbard 模型的基态和激发态波函数。将该模型用于具有 MM 个格点的方晶格,我们通过单次训练即可得到关于在位库仑排斥 UU 和总粒子数 NN 的能谱解析函数。该方法避免了针对每组不同的 (U,N)(U,N) 值重新求解哈密顿量。利用 \texttt{HubbardNet},我们辨识出 Bose-Hubbard 模型的两个基态相(Mott 绝缘体和超流体)。我们表明,DNN 参数化的解与哈密顿量精确对角化结果高度吻合,并且在计算复杂度方面优于精确对角化。这些优势表明,我们的模型有望用于高效且精确地计算多体晶格哈密顿量的相图。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.13678,
  title  = {HubbardNet: Efficient Predictions of the Bose-Hubbard Model Spectrum with Deep Neural Networks},
  author = {Ziyan Zhu and Marios Mattheakis and Weiwei Pan and Efthimios Kaxiras},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.13678},
  year   = {2023}
}