Tackling critical slowing down using global correction steps with equivariant flows: the case of the Schwinger model
我们提出了一种新的方法来模拟费米子存在下的格点规范理论。该方法结合了基于流的生成模型的局部规范场更新和层次更新的因式费米子行列式。基于流的生成模型仅限于提出子域内规范场的更新，从而在增加全局容量的同时保持适度的训练时间。我们应用我们的方法执行的2维（2D）Schwinger模型与$N_f=2$威尔逊狄拉克费米子，并表明，没有观察到临界减速的采样拓扑部门高达$β=8.45$。此外，我们表明，波动可以抑制指数与活跃的子域之间的距离，使我们能够实现最外的接受/拒绝步骤高达$V=128\times128$的晶格体积的接受率高达$99\%$。
2022-01-06 hep-lat
Adaptive multigrid algorithm for the lattice Wilson-Dirac operator
本文提出了一种适用于非厄米Wilson-Dirac QCD系统的自适应多重网格求解器。我们提出的算法的成功的关键组件是使用一个自适应投影到粗网格，保留了系统矩阵的近零空间，以及一个简化的形式的校正的基础上所谓的gamma_5-Hermitian对称的狄拉克算子。我们证明了该算法几乎消除了临界慢化的手征极限，它有弱的依赖于晶格体积。
2010-06-22 hep-lat
Simulating at Realistic Quark Masses: Pseudoscalar Decay Constants and Chiral Logarithms
由于计算机性能和算法的改进，具有较轻夸克的未淬灭威尔逊型费米子的成本迅速增加，现在已经得到改善，新的模拟成为可能。在这里，我们提出的结果使用两种风味的O（a）-改进的威尔逊费米子介子衰变常数在赝标质量下降到320 MeV。结果是在几个晶格间距下降到约0.07fm，并包括一个非微扰测定的重整化常数。这使我们能够尝试接触（部分猝灭）手征微扰理论。
2006-10-10 hep-lat
Critical slowing down and error analysis in lattice QCD simulations
本文用混合蒙特卡罗方法研究了格点量子色动力学模拟中向连续极限的临界慢化。特别是平方拓扑荷，我们发现它是非常严重的有效动力学临界指数约为5，在纯规范理论。我们还考虑了威尔逊圈，我们可以证明，从模式，减缓拓扑电荷去耦。研究了猝灭观测量，并与全量子色动力学的模拟结果进行了比较。为了处理模拟中的慢模式，我们提出了一种方法，将慢观测量的信息纳入物理观测量的误差分析，并得出更安全的误差估计。
2010-09-27 cond-mat.stat-mech hep-lat hep-ph
tmLQCD: a program suite to simulate Wilson Twisted mass Lattice QCD
本文讨论了一个在四维时空格点上模拟量子色动力学的程序包。介绍了基本的混合蒙特卡罗算法，并解释了一些算法改进。然后，我们讨论这些概念的实现，以及我们的并行化策略在实际的模拟代码。最后，我们提供了一个用户指南来编译和运行程序。
2009-05-20 hep-lat
Simulating at Realistic Quark Masses: Light quark masses
我们提出了新的结果轻夸克质量。计算使用两种风格的$O(a)$改进的威尔逊费米子。在我们的模拟中，我们已经达到了小到$a \sim 0.07$ fm和π介子质量小到$m_π \sim 340$ MeV的晶格间距。这使我们能够更好地控制手性和连续外推。
2006-10-11 hep-lat
Simulating the All-Order Strong Coupling Expansion I: Ising Model Demo
我们调查的一些细节的替代模拟策略的格子场论的基础上，所谓的蠕虫算法介绍了Prokof'ev和Svistunov在2001年。它相当于随机模拟强耦合展开，而不是通常的组态和。在简单的伊辛模型的详细的误差分析和一个重要的推广的方法是例证。它允许两点函数的估计，其中尽管指数衰减，但信噪比在大的分离处不会降低。临界减速几乎不存在。在展望中，对该方法的普遍适用性提出了一些看法。
2008-09-25 cond-mat.stat-mech hep-lat
Simulating the Schroedinger functional with two pseudo-fermions
我们报告的模拟与两种口味的O（a）改进的退化威尔逊费米子与薛定谔功能边界条件。所用的算法是M。哈森布什我们研究了该算法的数值精度和对可逆性破坏的敏感性。与一个赝费米子场相比，由于可能的步长更大，CPU成本增加了两倍。
2003-08-25 hep-lat
Simulating the Schroedinger functional with two pseudo-fermions: algorithmic study and the running mass
本文提出了一种在Schroedinger泛函边界条件下模拟O（a）改进Wilson夸克的两种无质量形式的算法研究。所用算法是M.哈森布什与一个伪费米子场相比，由于更大的可能步长，达到了CPU成本的两倍。这项研究是集成在阿尔法项目的运行的重整化夸克质量的计算。我们包括这些物理结果的更新。
2003-09-15 hep-lat
Adaptive Multigrid Algorithm for Lattice QCD
我们提出了一个新的多重网格求解器，适用于狄拉克算子在无序规范场的存在。该算法成功的关键是自适应投影到粗网格上，保持近零空间。由此产生的算法有弱的依赖规范耦合，并表现出很少的临界慢手征极限。给出了二维U（1）Schwinger模型的Wilson Dirac算子的结果.
2007-07-26 hep-lat
The $N_f= 2$ chiral phase transition from imaginary chemical potential with Wilson Fermions
在具有两种动力学味夸克的QCD手征极限下，热跃迁的阶数是一个长期存在的问题。然而，在连续极限中跃迁是一阶还是二阶仍不明确。这两个方案中的哪一个被实现对QCD相图和有限密度下临界端点的存在具有重要意义。通过模拟连续减小的π介子质量来解决这个问题还没有定论。最近，提出了另一种方法，外推的一级相变发现在虚化学势为零的化学势与已知的指数，这是由Roberge-Weiss对称性。对于$N_t=4$晶格上的交错费米子，这导致手征极限中的一阶跃迁。在这里，我们报告的$N_t=4$模拟威尔逊费米子，一阶区域被发现是大的。
2015-08-31 hep-lat
Improvement in Autocorrelation Times Measured by the Master-Field Technique using Field Transformation HMC in 2+1 Domain Wall Fermion Simulations
本研究提出场变换混合蒙特卡洛（FTHMC）算法，通过结合HMC与可逆离散模糊步骤的场变换，在2+1域壁费米子模拟中减少红外可观测量的自相关时间，且基于少量配置即可评估参数影响。
2025-02-08 hep-lat
Lattice QCD determination of m_b, f_B and f_Bs with twisted mass Wilson fermions
本文用格点量子色动力学计算了b夸克的质量和B，B_s衰变常数，用N_f=2的扭曲质量Wilson费米子，在四种格点间距下进行了模拟。为了研究格点上的b夸克，本文采用了两种方法，一种是在已知静态极限的情况下，基于适当的比值，另一种是在粲质量区计算的相对论数据与通过模拟格点上的HQET得到的静态点之间进行插值。这两种方法提供了良好的一致性的结果。对于MSbar方案中的b夸克质量和衰变常数，我们得到m_b（m_b）=4.29（14）GeV，f_B=195（12）MeV，f_Bs=232（10）MeV，f_Bs/f_B=1.19（5）。作为分析的副产品，我们还得到了fD和fDs的衰变常数：fD =212（8）MeV，fDs =248（6）MeV，fDs/fD =1.17（5）。
2012-01-11 hep-lat hep-ph
Multigrid for Staggered Lattice Fermions
临界慢化在Krylov方法的狄拉克运营商提出了一个主要的障碍，进一步发展在格点场论，因为它接近连续解。在这里，我们制定了一个多重网格算法的Kogut-Susskind（或交错）的费米子离散已被证明是困难的相对于威尔逊多重网格，由于其一阶反厄米结构。解决方法是在伽辽金投影之前引入一种新的由凯勒-狄拉克自旋结构的谱变换。我们给出了二维双味Schwinger模型的数值结果，然而，一般形式与维数无关，并直接适用于四维格点量子色动力学。
2018-01-24 hep-lat
An efficient algorithm simulating a macroscopic system at the critical point
众所周知，由于相应的弛豫时间（临界慢化）的发散，传统的模拟算法对于精确地在临界点处的宏观系统的统计描述是低效的。另一方面，在序参量空间中的动力学在这种情况下由于相关波动模式中的自相似性的发生而显著简化。因此，临界点处的有效作用获得了非常简单的形式。在目前的工作中，我们表明，这种简化的行动，可以用来有效地模拟宏观系统的统计性质，正是在临界点。使用所提出的算法，我们生成一个合奏的配置类似的特征分形几何的临界系统相关的自相似序参量波动。作为一个例子，我们模拟的一个组件的实标量场理论在过渡点$T=T_c$作为一个代表系统属于$3-D$伊辛普适类。
2006-07-05 hep-lat physics.comp-ph
A Machine Learning Approach for Lattice Gauge Fixing
University of Tsukuba（筑波大学）；Tokyo Woman’s Christian University（东京女子基督教大学）；RIKEN Center for Computational Science（理化学研究所计算科学中心）；Kyoto University（京都大学）
本文提出一种基于机器学习的晶格规范固定方法，利用卷积神经网络和混合策略提高效率，并展示模型在不同晶格尺寸上的可转移性。
2026-03-04 hep-lat
Improvements of Lüscher's local bosonic fermion algorithm
讨论了混合超松弛、奇偶预处理和改进的局部更新方法在局部玻色费米子算法中的应用。在不同的格子尺寸下，用两种味道的Wilson夸克模拟SU（2）-LGT，研究了自相关时间和算法参数的调整。可以实现计算成本的大幅降低。
1995-12-01 hep-lat
Simulating non-commutative field theory
非对易（NC）场论可以映射到扭曲矩阵模型上。这种映射使他们的蒙特卡罗模拟，其中大N限制的矩阵模型描述了连续的NC场论的限制。首先，我们提出的二维NC规范理论秩1，原来是重整化的数值结果。威尔逊圈的面积定律在小区域成立，但在大区域，我们观察到一个旋转相，这对应于Aharonov-Bohm效应。接下来，我们研究d=3时的NC φ ^4模型，并探索它的相图。我们的结果同意由Gubser和Sondhi在d=4，谁预测，有序政权分裂成一个统一的阶段和条纹图案占主导地位的阶段的猜想。
2002-09-03 hep-lat hep-th
Simulating QCD at nonzero baryon density to all orders in the hopping parameter expansion
在重子密度为非零的情况下，模拟QCD的进展需要大量的数值工作。在这里，我们提出了两种不同的扩展到所有阶的跳跃参数，保持完整的杨米尔斯作用，这是更便宜的模拟。我们进行模拟，使用复杂的朗之万动力学，无论是在跳跃膨胀，并在完整的理论，两种口味的威尔逊费米子，和协议被认为是在足够高的顺序在膨胀。这些结果为利用复朗之万动力学来研究非零密度下的QCD提供了支持，无论是在完全理论还是扩展理论中，以及后者的收敛性。
2014-11-27 hep-lat hep-ph hep-th
Light quark correlators in a mixed-action setup
本文报道了我们在N_f=2 Wilson O（a）改进海夸克上模拟Neuberger价费米子的进展。我们计算的关联函数与价夸克质量在p-和ε-制度，我们匹配的结果与手征有效理论的预测在混合制度。这使我们能够提取N_f=2理论的低能耦合（LEC），并检验该方法的有效性。
2011-10-05 hep-lat
Review of Unquenched Results
格点场论的主要前沿之一是在模拟中包含轻费米子，特别是在追求精确的，从格点量子色动力学的第一原理预测。随着目前模拟QCD的专用Teraflops规模的计算机，精确的全QCD模拟的另一个步骤正在进行中。除了正在进行的交错和威尔逊费米子模拟，第一个结果，从完整的QCD与畴壁费米子。经过一些讨论的工作朝着更好的算法，模拟完成日期将进行讨论。
2000-01-30 hep-lat
Speeding up Domain Wall Fermion Algorithms using QCDLAB
用手征费米子和畴壁费米子模拟格点量子色动力学仍然是一个具有挑战性的项目，无论并行计算机有多大。一个明显的瓶颈是使用低级编码进行原型开发的速度缓慢，这种编码在大多数（如果不是全部）lattice项目中普遍存在。最近，我们提出了一个新的建议，即QCDLAB，一个高级语言接口，我们相信这将促进我们的努力，快速代码的晶格原型应用程序在格点量子色动力学使用MATLAB/OCTAVE语言和环境。软件的第一个版本QCDLAB 1.0提供了如何通过模拟格点Schwinger模型{ \tt http：//phys.fshn.edu.al/qcdlab.html}的集合来实现这一目标的一般框架。在这次演讲中，我们将介绍QCDLAB 1.1，它扩展了QCDLAB 1.0的功能，用于使用Wilson和畴壁费米子进行真实世界的晶格计算。
2007-03-21 hep-lat
Simulating chiral magnetic effect and anomalous transport phenomena in the pre-equilibrium stages of heavy-ion collisions
本文采用第一性原理方法研究了重离子碰撞中的手征磁效应。我们讨论的手征磁效应和手征磁波的动力学的基础上实时晶格模拟与动态（威尔逊和重叠）费米子同时耦合到颜色和电磁场。而对于轻夸克，我们观察到的耗散较少的运输的电荷在异常流体力学，我们表明，对于较重的夸克的显式手征对称性破缺的影响导致显着减少的相关电流。
2017-05-11 hep-lat hep-ph nucl-th
Invaded cluster algorithm for Potts models
详细介绍了一种模拟相变的新方法--入侵簇算法。理论上，虽然不严格，理由的方法和算法被应用到Potts模型在二维和三维。该算法被证明是有用的一阶和连续的过渡，显然提供了一种有效的方式来区分这些可能性。研究了入侵聚类算法的动态特性。数值结果表明，该算法对伊辛模型没有临界慢化.
1996-05-16 cond-mat hep-lat
GPU Acceleration of Swendson-Wang Dynamics
当模拟接近其临界温度的晶格系统时，用于对系统的演化进行建模的局部算法可以将非常大的自相关时间引入到采样数据中。这种临界减速限制了对临界点周围系统行为的及时分析。因为人们常常希望围绕这一点来研究这类系统，所以必须引入新的算法。因此，我们转向聚类算法，如Swendsen-Wang算法和Wolff聚类算法。它们结合了全局更新，生成新的晶格配置，与以前的状态几乎没有相关性，甚至在临界点附近。我们希望通过实施和基准测试旨在在NVIDIA CUDA框架下的GPU上运行的每个算法的并行实现来加快这些算法的运行速度。一个17和90倍的计算速度分别增加时，经历了对串行代码中实现的等效算法进行测量。
2023-02-28 hep-lat
Higher representations on the lattice: numerical simulations. SU(2) with adjoint fermions
本文讨论了色群任意表示费米子的规范理论的格点形式，并详细介绍了模拟动态费米子的HMC/RHMC算法的实现。我们讨论了验证的实施，通过一组广泛的测试，并通过监测威尔逊-狄拉克算子的最低本征值的分布模拟的稳定性。工作与两种口味的威尔逊费米子的伴随表示，基准结果为现实的晶格模拟。在从4^3x8到24^3x64的不同晶格尺寸上进行了计算。对于两个最小的晶格，我们也报告的基准介子观测值。这些结果可以作为一个基线快速交叉检查的模拟在更高的代表性。这里提出的结果是第一步更广泛的调查与控制系统误差，旨在详细了解这些理论的相结构，以及它们的可行性作为候选人的强动态超越标准模型。
2010-08-04 hep-lat
Cluster simulation of two-dimensional relativistic fermions
研究了具有N分量MajoranaWilson费米子场的格点实现中的（离散）Gross-Neveu模型.它除了具有欧几里德晶格对称性之外，还具有内部O（N）对称性。消失质量的离散手征对称性预计只出现在连续极限。晶格理论是第一次重铸方面的二值玻色子链接变量（二聚体）。在这个表示中，它与盖特林格早先借助八顶点模型得到的回路表示相一致，玻尔兹曼权重基本上是正的。虽然标准的局部更新是可能的，在这种形式中，我们构建了一个进一步的精确的转换，我们生成的Peierls轮廓的伊辛模型与当地的行动驻留在plaquettes的二聚体配置。针对该模型，构造了一种Swendsen-Wang型聚类算法。在耦合消失的数值证明，几乎完全消除临界慢化。虽然还需要进一步的测试，一个途径的数值研究的Gross-Neveu模型与前所未有的精度似乎开放。
2007-10-11 hep-lat
Simulating fermion production in 1+1 dimensional QED
我们利用实时晶格技术研究了1+1维QED中的费米子-反费米子产生。在这种非微扰方法中，费米子的全量子动力学被包括在内，而规范场动力学可以通过对相关场强的经典统计模拟来精确地表示。我们计算非平衡时间演化的规范不变关联函数实现“低成本”威尔逊费米子。通过引入Dirac-Heisenberg-Wigner函数的格点推广，我们在静态背景场的极限下恢复了1+1维的Schwinger公式。我们讨论了由于所产生的费米子-反费米子对的反作用而引起的场的衰减，并将这种方法应用于强非均匀规范场。后者使我们能够讨论一个惊人的现象，线性上升的潜力之间建立生产的费米子聚束后，最初的电脉冲停止。
2013-04-22 hep-lat hep-ph nucl-th
U(1) Wilson lattice gauge theories in digital quantum simulators
格点规范理论描述了自然界中的基本现象，但在经典计算机上计算它们的实时动力学是出了名的困难。在最近的出版物[Nature 534，516（2016）]中，我们提出并实验证明了范式Schwinger模型的数字量子模拟，这是一种描述费米子物质和规范玻色子之间相互作用的U（1）-Wilson格点规范理论。在这里，我们提供了一个详细的理论分析的性能和该协议的潜力。我们的策略是基于分析整合出的规范玻色子，保持精确的规范不变性，但在复杂的长程相互作用的物质场之间的结果。捕获离子平台自然适合于实现这些相互作用，允许模型的有效量子模拟，具有仅随系统大小多项式缩放的多个门操作。采用数值模拟，我们说明，相关的现象可以在较大的实验系统中观察到，作为一个例子，生产的粒子-反粒子对量子淬火后。我们从理论上研究了该计划对通用误差源的鲁棒性，并表明，不久的将来的实验可以达到有限大小的影响是微不足道的制度。我们还讨论了量子模拟理论的连续极限所面临的挑战。利用我们的方案，格点规范理论的基本现象可以探测到使用一组广泛的实验可及的可观测量，包括纠缠熵和真空持久振幅。
2016-12-27 hep-lat hep-th quant-ph
Exact chiral symmetry with quantum signal processing
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Trento（特伦托大学）
本研究提出量子信号处理（QSP）算法实现精确手征对称性的交叠费米子哈密顿量量子模拟，相较畴壁费米子可降低量子比特成本，其缩放特性反映交叠费米子的深层物理。
2026-07-31 hep-lat nucl-th quant-ph
Quantum Simulation of Generalized Parton Distributions in the Schwinger Model
RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN（理化学研究所交叉理论与数学科学中心（iTHEMS））；South China Normal University（华南师范大学）；Institute of Quantum Matter, South China Normal University（华南师范大学量子物质研究院）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
提出一种使用Wilson费米子离散化Schwinger模型、通过量子算法模拟广义部分子分布（GPDs）的方法，资源需求随量子比特数和精度多项式增长，数值结果与理论一致。
2026-06-23 hep-lat hep-ph nucl-th
Large-N reduction in QCD with two adjoint Dirac fermions
我们使用格点模拟来研究SU（N）格点规范理论的单格点版本，在伴随表象中有两种类型的Wilson-Dirac费米子，一种理论，其大体积对应物被期望是共形的或近似共形的。在N为53的情况下，我们绘制了裸胡夫特耦合平面g^2 N和格点夸克质量a*m的相图，并寻找理论的Z_N^4中心对称性完好无损的区域。在这一区域，人们期望单点和无限体积理论的大N等价性是有效的。对于N_f=1的情况（见Phys.Rev.D80：065031），我们发现中心对称区域很大，包括轻费米子质量和截止尺度下的质量。我们研究的N-依赖的宽度，这个区域，并找到强有力的证据表明，它仍然是有限的宽度，N走向无穷大。通过对g^2 N = 0.005的耦合进行模拟，我们发现，随着g^2 N的减小，宽度会缓慢收缩，其收缩率与分析结果一致。在中心对称区域内，我们的相结构的结果，当外推到无限N，也适用于大体积理论，这是最小的步行technicolor与N=无穷大。我们发现一个一阶跃迁作为a*m的函数，对于b的所有值，我们认为这有利于理论局限于红外。最后，我们测量了Wilson-Dirac算子及其厄米算子的本征值密度，并利用大威尔逊圈研究了约化在提取物理观测量中的应用。
2012-05-01 hep-lat hep-th
Analog Quantum Simulation of (1+1)D Lattice QED with Trapped Ions
量子模拟格点规范理论的前景为理解物质的基本形式开辟了令人兴奋的可能性。在这里，我们表明，被困离子在这种情况下，同时利用内部赝自旋和外部声子振动时，代表一个有前途的平台。我们说明了我们的想法与两个互补的建议，模拟晶格正则化量子电动力学（QED）在（1+1）时空维度。第一个方案用高占据数的局域振动代替规范场。通过数值的有限尺寸标度，我们证明了该模型以受控的方式恢复了Wilson的格点规范理论。它的实现可以在微阱阵列中放大到数十个离子。第二种方案用自旋1/2表示规范场，从而模拟了量子链模型。正如我们所展示的，这使得费米子物质可以被玻色子自由度所取代，从而允许在线性保罗陷阱中进行小规模的实现。这两种方案的工作能量尺度显着大于典型的退相干率在实验中，从而使调查的现象，如字符串断裂，科尔曼的量子相变，和假真空衰变。所提出的模拟仿真方案的基本思想也可以适用于其他平台，例如超导量子比特。
2017-08-18 cond-mat.quant-gas hep-lat quant-ph
The curvature of the pseudo-critical line in the QCD phase diagram from mesonic lattice correlation functions
Swansea University（斯旺西大学）；Trinity College Dublin（都柏林三一学院）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）；Pukyong National University (PKNU)（釜庆国立大学）；Sejong University（世宗大学）；National University of Ireland Maynooth（爱尔兰国立大学梅努斯分校）；Jiangsu University（江苏大学）；Central China Normal University（华中师范大学）
本研究首次利用有核子量子数计算QCD相图中伪临界线曲率κ，通过介子相关函数的O(μ_B²)修正获得结果，与之前基于热力学可观测量的研究一致。
2025-12-15 hep-lat
Exponential speedup in quantum simulation of Kogut-Susskind Hamiltonian via orbifold lattice
University of Jena（耶拿大学）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；qBraid Co.（qBraid公司）；University of Liverpool（利物浦大学）
本文证明轨形格点哈密顿量可在可控极限下重现Kogut-Susskind哈密顿量，并利用欧几里得路径积分方法量化收敛速率，为数字量子模拟提供指数加速的实现方案。
2026-08-28 hep-lat hep-ph hep-th
