用于关联非平衡纳米电子器件的量子蒙特卡洛算法

我们提出了一种用于非平衡相互作用纳米电子系统的简单通用量子蒙特卡洛算法。它允许人们系统地计算任意物理可观测量（如电流或密度）按电子-电子相互作用耦合常数 $U$ 幂的展开。它基于实时非平衡Keldysh格林函数形式，对应于计算所有费曼图到给定阶 $U^n$（本工作中最高 $n=15$）。一个关键思想是显式地对Keldysh指标求和，以强制时间演化的幺元性。该方法可以容易地达到长时间稳态区域，即使在零温度也是如此。然后我们通过应用于Anderson模型（一个典型相互作用介观系统）来说明我们的方法。我们重现了文献中的各种结果，例如自旋磁化率或电流-电压特性中的“Kondo脊”。在这种情况下，我们发现即使在零温度、稳态区域以及不存在粒子-空穴对称性时，蒙特卡洛也没有符号问题。该方法的主要限制是在大 $U$ 下 $U$ 展开缺乏收敛性，即这是模型的数学性质而非蒙特卡洛算法的限制。可以使用发散级数的标准外推方法来评估强关联区域中的级数。