开源矩阵乘积态：开辟模拟一维纠缠多体量子系统的途径
量子气体
2018-02-28 v2 材料科学
强关联电子
计算物理
摘要
数值模拟是研究缺乏解析表达式的精确可解系统之外的量子系统的有力工具。对于一维纠缠量子系统，张量网络方法（其中包括矩阵乘积态（MPSs））已引起从固态系统到量子模拟器和量子计算等不同量子物理领域的兴趣。我们的开源 MPS 代码为学界提供了分析一维量子系统静态与动力学的工具集。在此，我们介绍我们的开源库，即基于 Python 和 Fortran2003 实现的 MPS 方法开源矩阵乘积态（OSMPS）库。该库包含通过变分拟设计算基态和激发态的工具。我们还支持具有平移不变性的无限系统的基态。动力学使用不同算法模拟，包括三种支持长程相互作用的算法。便利特性包括内置支持费米子系统以及有限系统下具有旋转 和离散 对称性的粒子数守恒，以及基于 MPI 的数据并行。我们解释了该库中使用的原理和技术，并举例说明了如何高效使用通用接口来分析伊辛和玻色-哈伯德模型。该描述包括模拟的准备以及它们的调度与后处理。
引用
@article{arxiv.1703.00387,
title = {Open source Matrix Product States: Opening ways to simulate entangled many-body quantum systems in one dimension},
author = {Daniel Jaschke and Michael L. Wall and Lincoln D. Carr},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.00387},
year = {2018}
}