Continuous-time Quantum Monte Carlo using Worm Sampling
我们提出了一个蠕虫采样方法计算一个和两个粒子格林函数使用连续时间量子蒙特卡罗模拟的杂交展开（CT-HYB）。代替如在常规CT-HYB中通过从配分函数配置中移除杂交线来测量格林函数，蠕虫算法直接对格林函数进行采样。我们表明，蠕虫采样是必要的，以获得一般的两粒子格林函数是不是密度-密度型，它提高了采样效率时，接近原子极限。这样的两粒子格林函数需要计算非对角元素的非线性，并出现在动态平均场论的图形扩展和单粒子自能的有效估计。
2015-09-16 cond-mat.str-el
Interaction expansion inchworm Monte Carlo solver for lattice and impurity models
具有一般相互作用和杂化项的多轨道量子杂质模型出现在广泛的应用中，包括嵌入，量子输运和纳米科学。然而，大多数量子杂质求解器仅限于少数杂质轨道，离散浴，对角杂交或密度-密度相互作用。在这里，我们将尺蠖量子蒙特卡罗方法推广到相互作用展开，并探讨其应用于典型的单轨道和多轨道问题中遇到的杂质和晶格模型的调查。我们的实现一般优于裸和粗线量子蒙特卡罗算法的相互作用扩展。到目前为止，对于这里研究的系统，它仍然不如更专门的杂交扩展和辅助字段算法。非物理不动点的收敛问题，阻碍了所谓的粗线方法，在尺蠖蒙特卡罗中没有遇到。
2022-01-09 cond-mat.str-el
TRIQS/CTHYB: A Continuous-Time Quantum Monte Carlo Hybridization Expansion Solver for Quantum Impurity Problems
我们提出了TRIQS/CTHYB，一个国家的最先进的开源实现的TRIQS包的连续时间杂化扩展量子杂质求解器。该代码主要设计用于TRIQS库，以解决强关联电子的多轨道动力学平均场论方法中的自洽量子杂质问题，特别是在现实计算的背景下。为了提高效率，它是用C++实现的，并提供了一个高级Python接口。该代码是船舶与一个新的分区算法，划分局部希尔伯特空间没有任何用户知识的对称性和量子数的哈密顿。此外，我们实现了高阶配置移动，并表明，这样的移动是必要的，以确保遍历性的Monte Carlo在共同的哈密顿，即使没有破环。
2015-07-01 cond-mat.str-el
Diagrammatic Monte Carlo Method for Impurity Models with General Interactions and Hybridizations
本文提出了一种求解具有一般相互作用和一般杂化函数的量子杂质问题的图解蒙特卡罗方法。我们的方法使用递归行列式方案采样图的散射振幅。与一般杂质问题的其他方法不同，不需要通过有限数量的浴状态近似连续杂交函数，并且访问低温不会产生指数成本。我们测试的分子系统的例子，在那里我们系统地改变温度，原子间距离和基组大小的方法。我们进一步将该方法应用于相关反铁磁NiO的自能嵌入计算所产生的杂质问题。我们发现，该方法是理想的量子杂质问题，大量的轨道，但只有适度的相关性。
2020-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Extended Hybridization Expansion Solver for Impurity Models with Retarded Interactions
我们将连续时间混合化展开求解器推广至将混合化函数与推迟相互作用同等处理的一般形式，通过玻色子传播子的泛函导数直接测量关联函数，并验证了其在含电子-声子耦合与交换相互作用杂质模型中的适用性。
2025-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Green's Functions for the Anderson model: the Atomic Approximation
我们考虑的累积展开的PAM采用的杂交作为微扰（物理评论B 50，17933（1994）），我们得到正式准确的单电子格林函数（GF）。这些GF包含的有效累积量与原始GF一样难以计算，而原子近似包括将有效累积量替换为对应于原子情况的累积量，即通过取零宽度的导带和局部杂化。这种近似已经用于无限电子排斥U的情况（Phys.Rev.B62，7882（2000）），这里我们将处理扩展到有限U的情况。该方法也适用于单杂质Anderson模型（SIAM），并给出了PAM和SIAM的近似GF的显式表达式。
2010-07-12 cond-mat.str-el
State- and superstate-sampling in hybridization-expansion continuous-time quantum Monte Carlo
由于量子多体问题的内在复杂性，量子蒙特卡罗算法及其相应的蒙特卡罗配置可以以各种方式定义。少数费曼图对应的符号往往会导致严重的符号问题。另一方面，在相反的限制中，计算配置权重在数值上变得昂贵，在相反的限制中，许多图被分组在一起。在这里，我们表明，连续时间量子蒙特卡罗在杂交扩展的效率可以大大提高通过划分本地杂质痕迹成片段，然后单独采样。对于这种技术，这也是为了保持费米子符号，修改后的更新策略，以确保遍历性。我们的（超级）状态采样是特别有益的计算与许多$d$ -轨道和一般的本地相互作用，如充分的库仑相互作用。为了说明这一点，我们重新考虑了一个简单的，但众所周知的情况下，在低温下的简并三轨道模型。这使我们能够量化的“自旋冻结”的交叉，甚至接近莫特过渡的相干性。
2019-04-27 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Ergodicity of the Hybridization-Expansion Monte Carlo Algorithm for Broken-Symmetry States
随着动力学平均场论的成功，量子杂质问题的求解器已经成为强关联系统数值研究的重要工具。当相互作用很强时，对"杂质“和浴之间杂交的幂的扩展的连续时间量子蒙特卡罗采样提供了一个强大的求解器。在这里，我们表明，通常的更新，添加或删除一对创造湮灭运营商严格不遍历几类涉及空间分量的破对称。我们发现，更新与大量的同时更新的创造-湮灭运营商对解决这个问题。作为一个例子，我们应用四个算子的更新，是必要的遍历性的情况下，d-波超导的元胞动力学平均场论的单带哈伯德模型。虽然这些结果在质量上与以前发表的结果相似，但在数量上比以前的结果更好，更接近于通过其他方法获得的结果。
2014-02-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Numerically exact Green functions from Hirsch-Fye quantum Monte Carlo simulations
提出了一种从动力学平均场论中的标准Hirsch-Fye量子蒙特卡罗（HF-QMC）模拟中提取数值精确的时间格林函数的新方法.通过解析延拓，角分辨光谱得到没有离散化偏见先前与HF-QMC结果。该方法被证明是准确的，即使在很低的温度（T=W/800带宽W）在强相关的制度。
2007-12-08 cond-mat.str-el
Lazy skip lists, a new algorithm for fast hybridization-expansion quantum Monte Carlo
广义杂质模型的求解是用动力学平均场论（DMFT）计算电子结构的核心。在强关联区域，求解杂质模型的方法是杂化展开连续时间量子蒙特卡罗（CT-HYB）。CT-HYB算法的增强对于在当前计算能力范围内带来新的物理机制至关重要。利用这一事实，即在算法中的瓶颈是数百个矩阵的产品，我们提出了优化的基础上引入和组合的两个概念，更普遍的适用性：a）跳表和b）快速拒绝建议的配置的基础上矩阵的界限。考虑到两个非常不同的测试用例与$d$电子，我们发现加速$\sim 25$到$\sim 500$相比，矩阵产品的直接评估。甚至更大的加速可能与$f$电子系统和相关原子簇。
2014-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sum rule violation in self-consistent hybridization expansions
我们发现，对于多轨道量子杂质模型，自洽杂化展开式的非交叉近似和单交叉近似版本违反了自能高频展开式系数和自能与格林函数乘积与热力学期望值之间的求和规则.非交叉/一个交叉的结果数值精确的量子蒙特卡罗计算的比较表明，与求和规则的一致性提供了一个有用的估计的近似的可靠性。在多轨道和远离粒子-空穴对称性的情况下，和规则的违反更明显，因此非交叉/单交叉近似的质量更差，但随着相关强度的增加变得不那么严重。单交叉近似明显优于非交叉近似。
2013-02-19 cond-mat.str-el
Currents and Green's functions of impurities out of equilibrium -- results from inchworm Quantum Monte Carlo
我们推广最近开发的尺蠖量子蒙特卡罗方法的完整Keldysh轮廓向前，向后，和平衡的分支来描述与时间相关的参数的强相关杂质问题的动力学。我们介绍了一种方法来计算格林函数，光谱函数，和电流的尺蠖蒙特卡罗和显示如何实时系统误差评估可以得到。然后，我们说明了该算法的能力与量子杂质的行为的研究后，瞬时电压淬火从热平衡状态。
2016-10-29 cond-mat.str-el
Green's functions from real-time bold-line Monte Carlo
本文提出了两种从实时粗线连续时间量子Monte Carlo计算两次关联函数或格林函数的方法。一种方法是形式上精确的广义辅助铅形式主义，通过它可以从单时间观测量获得光谱特性。另一个涉及到直接在Keldysh等值线上的两次观测的图表的评价。此外，我们还提供了粗线蒙特卡罗方法的详细描述。我们的方法是通用的，数值精确，并能够可靠地解决高能量的功能，如带边。我们比较了从实时方法得到的谱函数解析连续的谱函数从虚时间蒙特卡洛，从而探讨了解析连续的限制。
2014-03-31 cond-mat.str-el
Exact real-time dynamics of single-impurity Anderson model from a single-spin hybridization-expansion
本文介绍了一种改进的实时连续时间杂化-展开量子Monte Carlo方法求解含时单轨道Anderson杂质模型：CT-1/2-HYB-QMC。在所提出的方法中的图形扩展只进行了两个自旋通道之一，而由此产生的有效的单粒子问题的另一个自旋的半解析解决每个扩展图。CT-1/2-HYB-QMC通过降低采样图的阶数来简化动力学符号问题，并且与标准CT-HYB方法相比，使其能够达到两倍长的时间尺度。我们通过计算顺磁和自旋极化情况下通过杂质的电流来说明新的求解器。
2019-06-21 cond-mat.str-el
Topological phase transition in a generalized Kane-Mele-Hubbard model: A combined Quantum Monte Carlo and Green's function study
利用行列式投影量子蒙特卡罗（QMC）方法研究了具有第三近邻跳跃的广义Kane-Mele-哈伯德模型，这是一个具有拓扑相变的二维相互作用模型.这种技术在没有费米子符号问题的模型上基本上是数值精确的，比如我们考虑的模型。我们确定的相互作用依赖的Z2拓扑绝缘体/平凡绝缘体相边界计算Z2不变量直接从单粒子格林函数。相互作用将相边界推到较大的第三近邻跳变值，从而稳定拓扑相。观察到的边界移动完全源于量子涨落。我们还确定定性功能的单粒子格林函数是计算有用的拓扑相变的数值搜索，而不需要计算的完整的拓扑不变。
2013-03-12 cond-mat.str-el
Green function theory versus Quantum Monte Carlo calculations for thin magnetic films
在这项工作中，我们比较了数值精确的量子蒙特卡罗（QMC）计算和格林函数理论（GFT）计算的铁磁薄膜，包括二阶各向异性。因此，我们集中在易平面系统，即系统的各向异性有利于平行于膜平面的磁化。我们在垂直外场中讨论这些系统，即B平行于薄膜法线。在足够高的磁场和温度下，GFT结果与QMC结果吻合良好。在临界磁场或临界温度以下，GFT不存在共线稳定磁化。另一方面，QMC给出了有限的磁化强度，甚至低于这些临界值。这表明，随着磁场或温度的增加，会发生从非共线到共线的转变。对于轻微倾斜的外部磁场的旋转磁化从面外到面内取向被发现与温度降低。
2007-04-12 cond-mat.str-el
Efficient implementation of the continuous-time hybridization expansion quantum impurity solver
强关联量子杂质问题出现在各种各样的背景下，从纳米科学和表面物理到材料科学和强关联晶格模型的理论，在那里它们作为动态平均场论中的辅助系统出现。精确和无偏的解决方案，通常必须得到数值，和连续时间量子蒙特卡罗算法，一个家庭的算法的基础上随机抽样的配分函数扩展，这样的系统，表现良好。与本论文中，我们提供了一个有效的和通用的实现的杂交扩展量子杂质求解器，基于段表示。我们提供了一个完整的实现，其中包括最近开发的大多数扩展和优化。我们的实现允许一个治疗滞后的相互作用，并提供了广义的测量程序的基础上改进估计的自能和顶点功能。求解器嵌入在ALPS-DMFT应用程序包中。
2013-02-17 cond-mat.str-el
Effects of a k-dependent Hybridization on the Fermi Surface of an Extended $d-p$ Hubbard Model
在n极近似下，利用格林函数方法研究了扩展的$d-p$哈伯德模型的费米面拓扑. $d-p$杂化对费米面的影响是本工作的主要焦点。然而，掺杂的影响，库仑相互作用和跳跃到费米表面上的次近邻，也进行了研究。特别地，它表明，从类空穴到类电子的费米面的交叉（Lifshitz转变）深受$d-p$杂化的影响。此外，低掺杂区存在的赝能隙也受到杂交的影响。结果表明，掺杂和杂化都起到了抑制赝能隙的作用。因此，费米表面拓扑结构的系统研究表明，不仅掺杂，而且杂化可以被认为是一个控制参数的赝能隙和Lifshitz转变。假设杂交是敏感的外部压力，目前的结果同意定性与最近的实验数据为铜酸盐Nd-LSCO。
2019-11-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A hybrid method integrating Green's function Monte Carlo and projected entangled pair states
本文提出将PEPS作为GFMC试探态与引导波函数的混合方法，用于精确高效处理阻挫量子自旋系统，并在方晶格$J_1$-$J_2$海森堡模型上验证了其基态能量计算的竞争性精度。
2025-03-12 cond-mat.str-el
A Quantum Monte Carlo algorithm for out-of-equilibrium Green's functions at long times
本文提出了一种量子Monte-Carlo算法，用于计算费米子相互作用哈密顿量的非平衡格林函数的耦合常数$U$的微扰展开式。该算法扩展了Phys.Rev.B91245154（2015）中提出的算法，并继承了其主要性质：它可以达到无限时间（稳态）极限，因为计算阶数$U^n$的计算成本相对于时间是均匀的;计算时间随着$2^n$而增加。该算法是基于Schwinger-Keldysh形式主义，可用于平衡和平衡外的计算。它是稳定的，在小的和长的实时，包括在平稳的制度，因为它的自动取消断开费曼图。我们将此技术应用于量子点几何中的Anderson量子杂质模型，在很低的温度下得到了$U^{10}$阶的格林函数和自能展开。我们基准我们的结果在弱和中等耦合高精度的数值重整化群（NRG）计算以及分析结果。
2019-09-20 cond-mat.str-el
Accelerated Continuous time quantum Monte Carlo method with Machine Learning
加速连续时间量子蒙特卡罗（CTQMC）方法是一个潜在的有趣的工作分支，因为它们是密度泛函理论与动力学平均场论方法相结合的杂质求解器，用于描述强关联材料的电子结构。由CTQMC更新中的图展开阶$k$给出的$k \times k$矩阵的求逆以及$k \times k$矩阵与非相互作用格林函数的相乘以测量杂质格林函数在计算上是耗时的。在这里，我们提出了CTQMC方法与机器学习技术相结合，这将消除矩阵与非相互作用的格林函数相乘的需要。该方法预测了低温下的杂质格林函数和双占据率，并考虑了高松原频率的物理性质，计算时间比传统的CTQMC方法短得多。
2019-01-06 cond-mat.str-el
Symmetric Improved Estimators for Continuous-time Quantum Monte Carlo
通过对所有时间变量进行对称微分，导出了多轨道Anderson杂质模型格林函数的运动方程。由此产生的方程将单粒子和双粒子格林函数与最多六个粒子的四次散射相关联。作为一个应用程序，我们认为连续时间量子蒙特卡罗模拟的杂交扩展，迄今为止遭受臭名昭著的高噪声水平在大松原频率。采用派生的对称改进估计克服了这个问题。
2019-06-03 cond-mat.str-el
Inchworm quasi Monte Carlo for quantum impurities
本文提出将Sobol低差异序列经Root变换用于尺蠖方法的虚时间积分，实现拟蒙特卡罗加速，将收敛从$1/\sqrt{N}$提升至$1/N$，从而扩展其至多轨道Anderson杂质模型等强关联量子杂质体系的适用性。
2023-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Combination of Tensor Network States and Green's function Monte Carlo
提出了一种将张量网络态（TNS），特别是投射纠缠对态（PEPS）与格林函数蒙特卡罗（GFMC）相结合的方法来研究量子多体系统的基态.通过设计，PEPS对面积定律进行编码，该面积定律支配具有短程相互作用的量子系统中的纠缠熵的缩放，但是受到与键维度（D）的高计算复杂性缩放的阻碍。GFMC是一种高效的方法，但它通常遭受臭名昭著的负符号问题，这可以通过固定节点近似来避免，其中引导波函数被用来修改采样过程。不存在负符号问题的代价是通过引导波函数引入系统误差。在这项工作中，我们结合这两种方法，PEPS和GFMC，以利用它们。PEPS是非常精确的变分波函数，而GFMC只需要对单层张量网络进行收缩，大大降低了计算成本。此外，在GFMC中获得的能量保证是变化的，并且低于引导PEPS波函数的变化能量。给出了正方格子上$J_1$ - $J_2$ Heisenberg模型的基准实验结果.
2020-09-26 cond-mat.str-el
Pseudoparticle vertex solver for quantum impurity models
我们提出了一个基于伪粒子框架的量子杂质求解器，它结合了三点顶点的图解表示和四点顶点的图解蒙特卡罗采样。最近提出的方法[A]。J. Kim等人，arXiv：2112.15549]在这里被推广到费米杂质问题，我们讨论了实现的技术细节，包括时间步进方法，Monte Carlo更新，以及检查四点顶点的两粒子不可约性的例程。我们还解释了如何使用Dubiner基表示的顶点信息可以有效地存储。该算法的收敛性证明与应用程序的精确可解杂质模型和动力学平均场论模拟的单轨道哈伯德模型。该算法可以处理非对角杂交的双轨道问题，而非对角杂交在标准杂交展开蒙特卡罗模拟中会引起严重的符号问题.由于基于顶点的算法成功地处理符号振荡积分的平衡和样本连接的图表，它可能是一个很有前途的方法，实时模拟。
2022-09-03 cond-mat.str-el
Kernel polynomial representation of imaginary-time Green's functions
受最近提出的Legendre正交多项式表示的时间格林函数的启发，我们开发了一种替代表示的量子杂质模型的格林函数，并将其与杂交扩展连续时间量子蒙特卡罗杂质求解器。该表示方法基于核多项式方法，通过引入各种积分核来滤除多项式展开级数显式截断引起的波动，显著提高了计算精度。作为新表象的一个例证，我们在动力学平均场论的框架下重新研究了单带哈伯德模型的时空格林函数。计算结果表明，精心选择的积分核的吉布斯振荡发现在以前的正交多项式表示已被大大抑制和显着的修正测量的格林函数已经获得。
2012-05-12 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Multiorbital Quantum Impurity Solver for General Interactions and Hybridizations
本文提出了一种数值精确的InchwormMonteCarlo方法，用于求解具有一般相互作用和杂化的平衡态多轨道量子杂质问题。我们表明，该方法，最初开发克服动力学符号问题，在某些实时传播问题，也可以克服符号问题作为温度的函数的平衡量子杂质模型。这表明在几种情况下，目前的方法选择，连续时间杂交扩展，失败，由于符号问题。因此，我们的方法使模拟杂质的问题，因为它们出现在嵌入理论没有进一步的近似，如截断的杂交或相互作用结构或离散化的杂质浴与一组离散的能级，并消除了从头算嵌入问题的模拟中的一个关键瓶颈。
2020-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Spin-boson coupling in continuous-time quantum Monte Carlo
本文用连续时间量子蒙特卡罗方法处理与电子自旋耦合的矢量玻色场。在亚欧姆态密度为$ρ_{B}(ω) \propto ω^{s}$（s=0.2）的玻色近藤模型中，分别观察到两个对自旋磁化率的贡献：居里项T^{-1}和玻色涨落项T^{-s}.这一结果表明存在残余力矩和隐藏的临界行为。通过包括与巡游电子的杂化，确定了该局域矩态和近藤单重态之间的量子临界点。结果表明，量子相变不影响玻色涨落的能量尺度。
2013-02-27 cond-mat.str-el
Quantum Quasi-Monte Carlo algorithm for out-of-equilibrium Green functions at long times
我们扩展了最近开发的量子准蒙特卡罗（QQMC）方法，在一个单一的计算中获得完整的频率依赖的格林函数。QQMC是计算电子-电子相互作用强度的高阶微扰展开式的通用方法。与传统的马尔可夫链蒙特卡罗采样相比，QQMC使用低差异序列对所涉及的多维积分进行更均匀的采样，并且可以潜在地超过蒙特卡罗几个数量级。QQMC的一个核心概念是一个“模型函数”的先验构造，它近似于被积函数，并用于优化抽样分布。在本文中，我们证明了模型函数的概念扩展到格林函数计算的核方法。我们说明了安德森杂质模型的方法，并表明，缩放的误差与被积函数的评价$N$的数量是$\sim 1/N^{0.86}$在最好的情况下，和蒙特卡罗缩放$\sim 1/N^{0.5}$在最坏的情况下。我们发现一个系统的改进蒙特卡罗抽样至少两个数量级，同时使用一个基本形式的模型函数。最后，我们比较QQMC的结果与计算进行叉张量积状态（FTPS）的方法，最近开发的张量网络方法解决杂质问题。应用一个简单的Padé近似的系列remation，我们发现，QQMC匹配的FTPS结果超出了微扰制度。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
CT-X: an efficient continuous-time quantum Monte Carlo impurity solver in Kondo Regime
本文提出了一种有效的连续时间量子Monte Carlo杂质求解器，该方法在低温下具有高的接受率，适用于具有一般相互作用的多轨道量子杂质模型。在这个杂交扩展杂质求解器中，虚时间演化算子的高能量多重态，它衰减非常迅速的虚时间，近似的概率归一化$δ$ -功能。结果表明，在不显式应用Schriling-Wolff变换的情况下，$f^{n}\rightarrow f^{n\pm1}$的虚电荷涨落被包含在同一基础上.作为基准，我们的算法完美地再现了由Otsuki { \it et al}开发的CT-J方法获得的Coqblin-Schriffeer和Kondo晶格模型的结果。此外，它允许直接捕获重费米子材料的低能物理，而无需拟合近藤模型中的交换耦合$J$。
2018-05-22 cond-mat.str-el
Green's Function Monte Carlo for Lattice Fermions: Application to the t-J Model
发展了一种研究大晶格上强关联电子模型零温性质的通用数值方法。该技术类似于格林函数蒙特卡罗，从试验波函数中投影基态分量，没有近似。我们用这种方法确定了二维t-J模型的相图，用Maxwell结构研究了电子的相分离。有限尺寸周期晶格上费米子的壳效应通过保持电子数量固定在闭合壳层构型并改变晶格尺寸而最小化。对不同电子数对应的不同闭壳层的计算结果表明，计算中的有限尺寸效应很小。对于任何相互作用强度的值，我们发现，总是有一个值的电子密度高于该系统可以降低其能量，通过形成一个两个组件的相分离的状态。我们的结果进行了比较与其他计算的t-J模型。我们发现，最准确的结果是一致的相分离在所有的相互作用强度。
1999-11-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Green's functions from real-time bold-line Monte Carlo: spectral properties of the nonequilibrium Anderson impurity model
利用数值精确的实时量子蒙特卡罗方法研究了具有化学势偏置的Anderson杂质模型的非平衡光谱性质。两次关联函数的计算形式适合于非平衡动力学平均场计算。此外，该模型的光谱特性的演变模拟在一个替代的表示，定义了一个假设的，但实验上可实现的弱耦合辅助铅。近藤峰的电压分裂的确认和耦合或栅极淬火后，其形成的动力学进行了研究。这种表示包含有关点的人口动态的附加信息。此外，我们表明，依赖于电压的微分电导给出了一个合理的定性估计的平衡谱函数，但发现显着的定性差异，包括不正确的趋势和虚假的温度依赖性的影响。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon-induced hybridization brightens excitons in ferromagnetic semiconductors
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
本研究通过一维晶格模型精确求解，发现量子磁振子发射吸收可杂化单重态与三重态激子、使暗态变亮并增大激子半径，且对扩展激子效应最强。
2026-09-14 cond-mat.str-el
Impurity-Induced Antiferromagnetic Domains in the Periodic Anderson Model
周期性安德森模型的一个中心特征是反铁磁性之间的竞争，介导的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用在小传导电子-局部电子杂化$V$，和单重态形成在大$V$。在零温度下，在$d>1$维中，这两个相被量子临界点$V_c$分开。我们使用量子蒙特卡罗模拟来探索杂质的影响，这些杂质在AF制度中具有局部杂化$V_{*} < V_c$，这些杂质嵌入在具有$V > V_c$的本体单线态相中。我们测量的单重态相关性和反铁磁相关性，形成周围的杂质，以及由此产生的域的大小的抑制。我们的计算与CeCoIn $_{5-x}$ Cd $_x$的NMR测量定性一致。
2016-04-10 cond-mat.str-el
A Study of Parallelizing O(N) Green-Function-Based Monte Carlo Method for Many Fermions Coupled with Classical Degrees of Freedom
在凝聚态物理中，费米子与经典自由度相互作用的模型被应用于各种各样的系统。对于这类模型，Weiße [Phys. Rev. Lett. { \bf 102}，150604（2009）]最近提出了一种非常有效的数值方法，称为O（$N$）基于格林函数的蒙特卡罗（GFMC）方法，其中使用核多项式展开技术来避免大小为$N$的费米子哈密顿矩阵的完全数值对角化，其通常花费O（$N^3$）计算复杂度。基于这一背景，本文将GFMC方法应用于三维空间的双交换模型。我们主要集中在GFMC方法的实现使用MPI在基于CPU的集群和Nvidia的计算统一设备架构（CUDA）编程技术在基于GPU的（基于图形处理单元）集群。讨论了该算法的时间复杂度和在机群上的并行实现细节。我们还显示了性能缩放的哈密顿矩阵的大小和节点的数量增加，分别。性能评估表明，对于一个$32^3$哈密顿函数，单个GPU表现出更高的性能，相当于使用MPI并行化的30多个CPU核心。
2013-03-25 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Spectral Function of a $d-p$ Hubbard Model
本文研究了空穴掺杂区d-p哈伯德模型的n极近似。特别是，光谱函数$A(ω,\vec{k})$进行分析，改变填充，局部库仑相互作用和$d-p$杂交。应该注意到，原始的n极近似（Phys.Rev.184（1969）451）已经被改进，以便充分地包括格林函数的极点中存在的重要关联函数$< \vec{S}_j\cdot\vec{S}_i>$的$\vec{k}$依赖性。结果表明，费米面的拓扑结构（定义为$A(ω=0,\vec{k})$）受掺杂、库仑相互作用强度以及杂化作用的影响。特别地，在欠掺杂区域中，光谱函数$A(ω=0,\vec{k})$在接近波腹点$(0,\pm π)$和$(\pm π,0)$处呈现非常低的强度。这样的行为产生了一个反常的费米表面（口袋）与赝隙的区域中的反节点。另一方面，如果$d-p$杂交充分增强，则这种假间隙消失。正是格林函数极点中的关联函数$< \vec{S}_j\cdot\vec{S}_i>$在欠掺杂情况下起着重要作用。事实上，来自$< \vec{S}_j\cdot\vec{S}_i>$的反铁磁相关性强烈修改了准粒子能带结构。这是在费米面异常的最终来源在目前的方法。
2010-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Multiplet effects in orbital and spin ordering phenomena: A hybridization-expansion quantum impurity solver study
强关联系统中的轨道和自旋有序现象通常采用局域密度近似+动力学平均场论方法来研究。然而，通常情况下，这种模拟仅限于简化模型（密度-密度库仑相互作用，高对称耦合和少带模型）。在这项工作中，我们实现了一个有效的通用杂交扩展连续时间量子蒙特卡罗杂质求解器（Krylov方法），使我们能够在更现实的环境中研究轨道和自旋有序，包括经常被忽略的相互作用（例如，自旋翻转和对跳跃项）、扩大的基组（全D对EG）、低对称性畸变以及达到非常低的温度（实验）范围。我们使用这个求解器来研究有序现象中选择的示例性低对称过渡金属氧化物：LaMnO 3和稀土锰氧化物以及钙钛矿CaVO 3和YTiO 3。我们发现自旋翻转和对跳跃项不影响稀土锰氧化物中的Kugel-Khomskii轨道级熔化转变，也不影响晶体场和库仑排斥驱动的轨道涨落的抑制。对于莫特绝缘体YTiO 3，我们发现一个铁磁转变温度为50 K，在非常好的协议与实验。对于LaMnO_3，我们证明了通常用于研究锰氧化物的经典t_2g自旋近似确实产生了一个与全d ~ 5轨道哈伯德模型非常一致的被占据的eg轨道，而由全d模型计算的自旋-自旋e_g- t_{2g}关联函数为0.74，非常接近于对eg和t_2g自旋的期望值; EG谱函数矩阵也被很好地再现。最后，我们表明，t2 g屏蔽减少了约10%的eg-eg库仑排斥
2013-02-20 cond-mat.str-el
Efficiency of Continuous-Time Quantum Monte Carlo Updates in the Ferromagnetic State of the Doped SU(3) Fermi-Hubbard Model
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）；Nambu Yoichiro Institute of Theoretical and Experimental Physics (NITEP)（南部阳一郎理论与实验物理研究所）；Chuo University（中央大学）
研究掺杂SU(3)费米- Hubbard模型铁磁态中连续时间量子蒙特卡罗更新的采样效率，发现双翻转更新在铁磁区最优，味置换更新在顺磁区最优，并阐明了差异根源。
2026-09-23 cond-mat.str-el
Real-Time Dynamics in Quantum Impurity Models with Diagrammatic Monte Carlo
我们扩展了最近开发的实时Diagrammatic Monte Carlo方法，在其杂交扩展配方，完整的Kadanoff-Baym-Keldysh轮廓。这使我们能够从任意的，甚至相互作用的，初始密度矩阵开始研究相关杂质模型的实时动态。作为概念证明，我们应用该算法研究了Anderson杂质模型中局域量子猝灭后的非平衡动力学。作为量子杂质模型中实时动力学的一种完全通用的方法，它可以用作非平衡动力学平均场论的求解器。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Deciding the fate of the false Mott transition in two dimensions by exact quantum Monte Carlo methods
本文提出了一种计算量子晶格模型的无偏格林函数和自能的算法，该算法没有系统误差，并且在热力学极限内是有效的。该方法结合了直接晶格模拟使用Blankenbecler Scalapino-Sugar量子蒙特卡罗（BSS-QMC）方法与控制多重网格外推技术。我们表明，半填充哈伯德模型是绝缘的，在低温下，即使在弱耦合制度，先前声称的莫特过渡在中间耦合不存在。
2015-04-20 cond-mat.str-el
A novel continuous time quantum Monte Carlo solver for dynamical mean field theory in the compact Legendre representation
动力学平均场论（DMFT）是真实材料从头计算中精确处理电子关联效应的最常用方法之一。在电子结构代码中，许多现代大规模的DMFT实现都涉及使用连续时间量子蒙特卡罗（CT-QMC）求解器来求解量子杂质模型。CT-QMC的主要优点是，不同于标准的量子Monte Carlo方法，它能够在任意精细的虚时间网格上产生关联系统的局部格林函数，并且没有任何系统误差。在这项工作中，我们将Khatami等人和Rost等人提出的混合QMC求解器扩展到多轨道环境。这具有使杂质求解器QMC计算能够与逆温度线性缩放的优点，并且允许其应用于d和f带材料。此外，我们提出了一种新的格林函数处理方案，产生准确的准连续虚时间的解决方案的杂质问题，克服了固有的错误标准QMC方法。该求解器和处理方案被纳入一个完整的DFT+DMFT计算使用CASTEP DFT代码。基准计算钒酸锶的性质。
2018-11-30 cond-mat.str-el
Conserved quantities of SU(2)-invariant interactions for correlated fermions and the advantages for quantum Monte Carlo simulations
在实际计算强关联材料与$d$ -或$f$ -电子的多轨道模型的有效计算是至关重要的。在这里，我们引入了一组SU（2）对称Kanamori哈密顿量的不变量，它允许大规模加速计算的费米轨迹的杂交扩展连续时间量子蒙特卡罗算法。作为一个应用，我们表明，利用这一组良好的量子数，轨道选择性莫特跃迁的系统中，多达7个相关轨道的研究变得可行。
2012-09-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
$i$QIST v0.7: An open source continuous-time quantum Monte Carlo impurity solver toolkit
本文介绍了一个新版本的$i$ QIST软件包，它能够用杂化展开（或强耦合展开）的连续时间量子蒙特卡罗算法求解各种量子杂质模型。在修订版中，软件架构完全重新设计。介绍了单粒子和双粒子格林函数的新基（中间表示或奇异值分解表示）。加入了许多有用的物理观测量，如电荷磁化率、保真度磁化率、Binder累积量和自相关时间。特别是对两粒子格林函数的测量进行了优化。支持粒子-孔通道和粒子-粒子通道。此外，利用两粒子格林函数的块结构来加速计算。最后，我们修复了一些已知的bug和限制。大大提高了代码的计算效率。
2017-08-24 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Optical absorption and emission of a quantum dot in the Kondo regime
研究了描述量子点局域态（c态）与费米海导带杂化的Anderson模型的一个变体。我们证明，作为杂交参数V的函数，系统经历了从导带和C级完全耦合的状态到这些被解耦的状态的交叉。然而，c-电子光谱，有一个间隙，在前一个状态的近藤峰的存在。对于后者，我们有一个莫特样的本地化的c-电子光谱再次有一个没有近藤峰的间隙。在这个间隙内，传导电子完全恢复自由带态密度，有效杂化几乎为零。然而，我们的主要目的是研究具有强关联Kondo基态的量子点的发射和吸收。为此，我们使用格林函数运动方程方法。我们计算的吸收/发射（A/E）光谱在近藤政权通过对称化的量子自相关函数直接在微扰理论使用费米黄金法则近似。光谱揭示了一个尖锐的，高的峰接近Kondo-Abrikosov-Suhl峰和一些较小的，可区分的两侧。前者清楚地表明，近藤现象有其影响的A/E（非近藤过程），这是由耦合涉及的量子点跃迁的偶极矩反映的物理结构的点，包括限制势，在近藤制度。
2008-10-14 cond-mat.str-el
Magnetic adatoms on graphene in the Kondo regime: an Anderson model treatment
利用Anderson模型对磁性吸附原子在石墨烯上的近藤效应进行了理论研究，得到了杂质对杂化高阶贡献的格林函数，我们解析地计算了强相关情况下的自能，发现近藤共振发生在费米能附近的杂质能级的一个狭窄能量范围内，该能量范围可以通过栅电压来调节，我们表明该范围在费米能$|μ|$中是线性的，并且比正常金属的情况明显窄。这种行为的起源可以追溯到石墨烯的固有性质，特别是它的线性色散.用透明的几何方法分析了全格林函数中的奇异性.讨论了各种自能之间的关系及其对实验观测的意义讨论了
2011-09-15 cond-mat.str-el
Continuous Time Quantum Monte Carlo Method for Fermions: Beyond Auxiliary Field Framework
提出了一种计算有限个非定域相互作用费米子系统的数值精确连续时间量子蒙特卡罗算法。该方案特别适用于一般的多带时间相关，因为它不调用Hubbard-Stratonovich变换。目前的行列式巨正则方法是基于相互作用表示中的配分函数的随机级数展开。给出了具有自旋翻转相互作用的多轨道超对称杂质模型的格林函数和极化率随时间的变化。
2004-07-31 cond-mat.str-el
Charge-density wave induced by combined electron-electron and electron-phonon interactions in 1$T$-TiSe$_2$: A variational Monte Carlo study
为了阐明1 $T$ -TiSe $_2$中电荷密度波（CDW）相的起源，我们研究了三角晶格中半满双带哈伯德模型的基态性质.通过使用变分蒙特卡罗方法，电子和晶格的自由度都被视为量子力学在平均场近似以外的平等地位。我们发现，库仑相互作用和电子-声子相互作用之间的合作是必不可少的诱导CDW相。结果表明，在费米面嵌套条件较差的情况下，很难实现没有晶格畸变的“纯”激子凝聚。此外，通过系统地计算两个能带之间的动量分辨杂化，我们从CDW相中BCS-BEC交叉的角度考察了电子-空穴配对的特征，发现强耦合的类BEC配对占主导地位。因此，我们提出，在1 $T$ -TiSe $_2$中观察到的CDW相起源于类BEC电子空穴配对。
2015-05-29 cond-mat.str-el
Flat histogram diagrammatic Monte Carlo method
图解蒙特卡罗（Diag-MC）方法是一种数值技术，它对量子多体系统中格林函数的整个图解系列进行采样。在这项工作中，我们把平坦直方图原理结合到图解蒙特卡罗方法中，我们称之为改进的“平坦直方图图解蒙特卡罗”方法。通过将该方法应用于极化子问题，我们证明了该方法在提取格林函数的长虚时行为方面优于标准Diag-MC，而无需引入关于该函数的任何先验知识
2014-11-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
The Green's function Monte Carlo combined with projected entangled pair state approach to the frustrated $J_1$-$J_2$ Heisenberg model
针对张量网络算法计算成本高的问题，提出格林函数蒙特卡洛与投影纠缠对态结合的混合方法，在阻挫$J_1$-$J_2$海森堡模型中提升了基态能量精度并确定了中间参数区的可能相。
2024-06-18 cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic phases of the periodic Anderson model in two dimensions
本研究利用 iPEPS 技术准确确定了二维周期性 Anderson 模型在不同填充下的磁性基态，揭示了量子涨落效应，并发现半填充时相变与 QMC 一致，在 $n=1.5$ 时确定了新型反铁磁对角条纹基态。
2025-07-14 cond-mat.str-el
Transition metal oxides using quantum Monte Carlo
过渡金属-氧键在化学和固体物理学中占有重要地位。许多物质，从生物分子到铁电体，再到超新星遗迹的成分，都以某种形式含有这种键。许多这些材料的性质强烈依赖于TM-O键的精细细节和复杂的相关效应，这使得精确计算它们的性质非常具有挑战性。我们提出了量子蒙特卡罗，明确相关类的方法，以提高电子结构计算的准确性比更传统的方法，如密度泛函理论。我们发现，不同于s-p型键，TM-O材料中d-p键的杂化量强烈依赖于电子相关。
2007-06-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orthogonal Polynomial Representation of Imaginary-Time Green's Functions
研究了量子杂质模型中单粒子和两粒子时间松原格林函数在勒让德正交多项式基础上的展开。我们讨论了各种应用范围内的动态平均场论（DMFT）的框架。该方法提供了一个更紧凑的格林函数比标准的松原频率的表示，因此显着减少了这些数量的内存存储大小。此外，它可以被用来作为一个有效的噪声过滤器的各种物理量内的连续时间量子蒙特卡罗杂质求解器最近开发的DMFT及其扩展。特别是，我们展示了如何使用它的计算能量的背景下，现实的DMFT计算结合局部密度近似的密度泛函理论（LDA+DMFT）和计算晶格的可压缩性从当地的不可约顶点函数。
2011-09-07 cond-mat.str-el
Rapid detection of phase transitions from Monte Carlo samples before equilibrium
我们发现双向LSTM和Transformer可以对凝聚态模型的不同相进行分类，并通过学习平衡前Monte Carlo原始数据中的特征来确定相变点。与传统的蒙特卡罗模拟相比，我们的方法可以显著减少探测相变所需的时间和计算资源。我们还提供了证据，证明该方法是鲁棒的，深度学习模型的性能对输入数据的类型不敏感（我们测试了经典模型的自旋配置和量子模型的格林函数），并且在检测Kosterlitz无相变方面也表现良好。
2022-06-27 cond-mat.str-el
Continuous Time Quantum Monte Carlo method for fermions
本文给出了时空相互作用中具有一般非局域性的费米子的数值精确连续时间量子蒙特卡罗算法。新的行列式巨正则方案是基于相互作用表示中的配分函数的随机级数展开。该方法特别适用于多波段时间相关，因为它不调用Hubbard-Stratonovich变换。本文讨论了精确可解模型的测试计算结果以及自旋翻转相互作用下多带超对称模型的格林函数和含时磁化率的结果。
2005-03-07 cond-mat.str-el
