费米子与玻色子手性拓扑物质中的内禀符号问题
强关联电子
2020-10-14 v2 统计力学
高能物理 - 格点
量子物理
摘要
臭名昭著的符号问题导致一般多体量子系统的蒙特卡洛模拟具有指数级复杂度。然而，已知许多物质相存在无符号问题的代表，从而可在经典计算机上高效模拟。受多体物理中长期未决问题以及量子复杂性中基本问题的推动，物质相是否存在无符号问题代表（即内禀符号问题）的可能性近期被提出，但很大程度上未被探索。在此，我们在一大类有能隙的、手性的拓扑物质相中确立了内禀符号问题的存在。在该类中，我们排除了玻色子（或“qudits”）存在 stoquastic 哈密顿量的可能性，以及费米子存在无符号问题的行列式蒙特卡洛算法的可能性。我们所识别的具内禀符号问题的相类由具有明确可观测量特征的拓扑不变量定义：手性中心电荷与任意子的拓扑自旋。我们对自发手性相得到了类似结果，并给出了将我们的结果扩展至手性与非手性拓扑物质的证据。
引用
@article{arxiv.2005.05566,
title = {Intrinsic sign problem in fermionic and bosonic chiral topological matter},
author = {Omri Golan and Adam Smith and Zohar Ringel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.05566},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 6 figures, 1 table (+ appendix: 8 pages, 2 figures). v2: updated Table I, additional minor changes