The phase diagram of the Hubbard model by Variational Auxiliary Field quantum Monte Carlo
本文提出了一种可系统改进的波函数，用于强关联系统的数值求解。采用基于辅助场量子蒙特卡罗技术的随机优化方法，定义了有效温度Teff，探讨了热力学极限下模型的基态性质与所提出的相关平均场假设的性质之间的距离。通过这种方式，在所谓的符号问题变得令人望而却步之前，可以通过简单而稳定的外推来估计它们来自无偏零温度极限的不确定度。在有限的Teff的收敛的能量的热力学极限确实是可能的哈伯德模型已经为相对较小的正方形晶格的线性尺寸L ~10，由于适当的平均数在几个扭曲的边界条件。在所提出的变分分析的估计能量精度内，确定了两个明确的阶段，因为通过自发地破坏哈伯德哈密顿量所满足的一些对称性来降低能量：a）自旋和平移对称性都被破坏的条纹阶段，以及b）当粒子数不守恒并且全局U（1）对称性被破坏时的强耦合d波超导阶段。另一方面，在大掺杂和小耦合的情况下，对称相在宽范围内是稳定的。
2022-03-19 cond-mat.str-el
Auxiliary Field Quantum Monte Carlo for Multiband Hubbard Models: Controlling the Sign and Phase Problems to Capture Hund's Physics
在强关联多电子系统的研究中，Hubbard Kanamori（HK）模型已经成为过渡金属氧化物物理的原型之一。该模型是多带的性质，并包含洪德的耦合项，这对金属-绝缘体转变，高温超导性和其他物理性质有显着的影响。在下文中，我们提出了一个完整的理论框架处理HK模型使用基态辅助场量子蒙特卡罗（AFQMC）方法，并分析其性能的少带模型，其参数近似于观察到的在铼酸盐，铑酸盐，和其他材料展示洪德的物理。与以前的研究不同，约束路径和无相近似分别用于控制符号和相位问题，这使得高精度的HK模型的基态属性的参数范围内的实验兴趣的建模。我们证明，经过仔细考虑的Hubbard-Stratonovich变换和试用波函数，相对误差小于1%的能量可以例行实现中等到大的Hund的耦合常数值。至关重要的是，我们的方法还准确地预测磁有序和相变。提出的结果打开了大门，更多的预测模型的洪德的物理范围广泛的强相关材料使用AFQMC。
2019-02-04 cond-mat.str-el
Efficient World-line-based Quantum Monte Carlo Method Without Hubbard-Stratonovich Transformation
通过精确地写出局域玻尔兹曼算符的矩阵元，我们提出了一种新的量子场论路径积分公式，并发展了相应的蒙特卡罗算法。该公式不需要进行Hubbard-Stratonovich变换，也不需要基于行列式的方法，提高了计算效率。结果表明，模拟时间与系统尺寸成平方律关系，与通常的第一性原理计算结果相当。本公式还提高了Suzuki-Trotter分解的精度。作为例子，我们研究了有限温度下一维半满哈伯德模型。所得结果与已知解非常吻合。新公式和蒙特卡罗算法可用于各种研究。
2022-03-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Imaginary chemical potential quantum Monte Carlo for Hubbard molecules
本文将Dagotto等人[Phys.Rev.B41，R811（1990）]提出的虚化学势量子Monte Carlo（QMC）方法推广到不具有粒子-空穴对称性的体系。通过对四面体和截顶四面体等Hubbard小分子的QMC模拟和精确对角化结果的比较，验证了该方法的有效性。的C $_{60}$ Hubbard分子的方法的应用结果进行了讨论。
2004-12-23 cond-mat.str-el
Off-diagonal Wave Function Monte Carlo Studies of Hubbard Model I
本文提出了一种研究哈伯德模型的蒙特卡罗方法，它是量子蒙特卡罗方法和变分蒙特卡罗理论的混合方法。该理论是基于非对角和Gutzwiller型相关因子，考虑到由蒙特卡洛算法。在4x4系统中，我们的方法能够再现通过对角化获得的精确结果。最后给出了二维正方晶格半满带情形的应用。的能量是有利的量子蒙特卡罗数据相比。
2002-06-04 cond-mat.str-el
The $U=\infty$ Hubbard model with few holes: Monte Carlo studies near half filling at nonzero temperatures
提出了一种有效的Monte Carlo方法来研究有限非零温度下具有少量空穴的无限排斥哈伯德模型的性质。使用这种方法，磁性和比热的结果，提出了一个10 × 10的晶格与两个孔。我们的结果表明，这种有限系统的磁化强度随温度的降低而增加。
2001-04-10 cond-mat.str-el
Multi-Orbital Hubbard Model in Infinite Dimensions: Quantum Monte Carlo Calculation
用量子蒙特卡罗方法计算了无限维轨道简并哈伯德模型的热力学和光谱。随着轨道简并度的增加，我们在单粒子谱中发现：更宽的哈伯德带（与增加的动能一致），缩小的莫特能隙，和增加的准粒子谱权重。相反，Hund规则交换耦合降低了Mott转变的临界现场库仑能量。在低温下，双重简并的金属区电阻率是温度平方。
1998-06-15 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo simulation for the spin-drag conductance of the Hubbard model
在两个静电耦合导体的情况下，一个导体中的电流可以在另一个导体中感应出电流。我们将研究这种现象，称为库仑阻力，在哈伯德链中，两个“导体”由具有不同自旋取向的费米子给出。借助蒙特卡罗（MC）的方法，我们在最近的一篇论文中提出的，我们计算的跨导在不同的变种的哈伯德链（有/无杂质和额外的[长程]相互作用）为不同的填充。
2005-01-11 cond-mat.str-el
Higher Order Auxiliary Field Quantum Monte Carlo Methods
辅助场量子蒙特卡罗（AFQMC）方法长期以来一直是强关联电子领域的主力，并且在ALF包（https：//www.example.com）中找到了其最新的实现。alf.physik.uni-wuerzburg.de利用Trotter分解将相互作用从非相互作用哈密顿量中解耦，使得该方法在虚时间片方面具有固有的二阶性。我们表明，由于使用的Hubbard-Stratonovich变换（HST）的时间演化的半群结构的实施，需要引入一个新的家庭的复杂的厄米分裂方法达到更高的顺序。我们将给出这些新方法的例子，并研究它们的效率，以及与其他已建立的二阶和高阶方法的AFQMC方法的领域进行比较。
2020-09-09 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Some Recent Developments in Auxiliary-Field Quantum Monte Carlo for Real Materials
场量子蒙特卡罗方法是一种通用的计算关联多电子系统的数值方法，在晶格模型、原子、分子和固体中得到了越来越广泛的应用。本文介绍了该方法的原理和算法，并介绍了该方法的几个最新进展。我们给出了系统的AFQMC的关键步骤，密切跟踪我们正在开发的现代软件库的框架。详细讨论了蒙特卡罗哈密顿量的建立、向基态的投影、二体算符的采样、无相近似和基态性质的测量。本文介绍了一种多行列式试探波函数的先进实现方法，它大大提高了算法的速度，减少了存储器的开销。我们提出了一个自洽约束的实际材料，并讨论了两种口味的实现，无论是通过耦合的AFQMC计算的有效的独立电子计算，或通过自然轨道的计算单体密度矩阵。
2020-09-28 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Thermodynamics of the metal-insulator transition in the extended Hubbard model from determinantal quantum Monte Carlo
利用有限温度的量子蒙特卡罗模拟，研究了半满正方形格子上Slater体系中扩展的哈伯德模型在中间耦合下的热力学性质.我们考虑最近邻相互作用和长程库仑相互作用的情况下，耦合强度的存在下，非本地的相互作用仍然允许我们进行无符号问题的量子蒙特卡罗模拟。特别是，我们评估了最近提出的方案变分计算的一阶金属-绝缘体过渡在这种相互作用制度。
2022-10-18 cond-mat.str-el
A quantum Monte Carlo study on the superconducting Kosterlitz-Thouless transition of the attractive Hubbard model on a triangular lattice
利用辅助场量子Monte Carlo方法研究了二维三角晶格上吸引哈伯德模型的超导Kosterlitz-Eiserless跃迁，系统的尺寸可达$12\times 12$格点.结合三种方法对数值结果进行分析，我们发现对于$U=-4t$的吸引相互作用，在$1.0 < n < 1.4$的带填充范围内，相变温度几乎保持不变，而在$n<1$区域内，相变温度要低得多.
2005-03-18 cond-mat.str-el
Variational Monte Carlo for the Hubbard model
Politecnico di Torino（都灵理工大学）
本文介绍用于Hubbard模型的变分蒙特卡洛方法，涵盖模型、变分波函数、计算与优化，以及关联函数结果，以探测电荷、自旋有序和超导性。
2026-09-30 cond-mat.str-el
Crossover from weakly to strongly correlated regions in the two-dimensional Hubbard model -- Off-diagonal wave function Monte Carlo studies of Hubbard model II --
采用改进的波函数研究了二维哈伯德模型的基态，该波函数考虑了Gutzwiller模型之外的电子关联.基态能量大大降低，给出了二维哈伯德模型的基态能量的最佳估计。随着原位库仑相互作用$U$的增加，存在从弱关联区域到强关联区域的交叉。当$U$较大，大于带宽时，由$U$诱导的反铁磁相关对于空穴掺杂减小，从而增加了动能增益。在强关联区中，自旋和电荷的涨落被诱导。这些反铁磁和动力学电荷波动诱导电子配对，这将导致高温超导性。
2016-11-08 cond-mat.str-el
Enhancement of the d_{x^2-y^2} pairing correlation in the two-dimensional Hubbard model: a quantum Monte Carlo study
在二维排斥哈伯德模型中，用量子蒙特卡罗方法研究了d_{x^2-y^2}超导电性的可能性。与可能的配对相关的小能量尺度需要注意（即，$k$点$(δk,π-δk')$和$(π-δk'',δk''')$之间足够小的水平间隔，具有小的$δk$），以检测有限大小研究中增强的相关性，如先前对Hubbard阶梯的研究所激发的。我们的计算确实检测到长尾增强的d_{x^2-y^2}配对的相关性时，系统是附近，但不完全是，半填充。
1997-07-28 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo study of the pairing correlation in the Hubbard ladder
对两腿Hubbard阶梯模型进行了广泛的量子Monte Carlo计算，以澄清单重态配对关联是否缓慢衰减，这是从弱耦合理论预测的，但在数值研究中有争议。结果表明，有限体系中能级的离散性对关联有很大的影响，如果我们使成键带和反键带的能级在费米能级上相互靠近以模拟热力学极限，确实可以检测到增强的配对关联.
1996-10-07 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo determinantal algorithm without Hubbard-Stratonovich transformation: a general consideration
提出了一种连续时间行列式算法，用于相互作用费米子的量子蒙特卡罗模拟。该方案不调用Hubbard-Stratonovich变换。费米子作用分为两部分。其中一个包含相互作用和某些附加项;另一个是纯高斯的。第一部分被认为是一个扰动。配分函数的级数展开式的项在随机游走过程中产生。分析了算法的符号问题和复杂度。我们认为，该计划应该是有用的，特别是与非本地相互作用的系统。
2003-02-12 cond-mat.str-el
Electrically controllable magnetic order in the bilayer Hubbard model on honeycomb lattice --- a determinant quantum Monte Carlo study
层状反铁磁自旋密度波（LAF）态是电荷中性Bernal堆叠双层石墨烯的一种可能的基态。本文用量子行列式蒙特卡罗方法研究了电场对蜂窝晶格上双层哈伯德模型中磁序的影响。我们的结果定性地支持了平均场论中的LAF基态。然而，得到的磁矩比平均场论中估计的要小得多。随着电场的增加，磁序参量迅速减小。
2014-05-06 cond-mat.str-el
Monte Carlo Diagonalization for Hubbard Model
Université du Québec à Trois-Rivières（魁北克大学特鲁瓦河分校）
针对哈伯德模型精确对角化受福克空间指数缩放限制的问题，提出蒙特卡洛对角化方法，通过截断福克空间结合Lanczos类算法，突破了约20格点的限制并提升计算效率。
2026-08-06 cond-mat.str-el
A Quantum Monte Carlo Method and Its Applications to Multi-Orbital Hubbard Models
提出了一种多轨道哈伯德模型的辅助场量子蒙特卡罗（QMC）方法。我们的配方可以应用到一个哈密顿量，其中包括条款为现场库仑相互作用的内部和内部轨道，内部网站交换相互作用和轨道之间的能量差。基于我们的框架，我们指出了可能的方法来研究各种相变，如金属绝缘体，磁性和轨道有序无序转变没有负号的问题。作为应用，用投影QMC方法研究了一个两带模型，给出了该模型的基态性质。
1997-05-27 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo study of the pairing symmetry competition in the Hubbard model
为了揭示可能的自旋-三重态超导体（TMTSF）$_2$ X和Sr $_2$ RuO $_4$的配对机制，利用基态量子Monte Carlo方法计算了哈伯德模型中的配对相互作用顶点，研究了不同自旋单重态和三重态配对通道之间的竞争.我们用四分之一填充的准一维（准一维）哈伯德模型模拟（TMTSF）$_2$ X，用带填充$\sim 4/3$的二维（2D）哈伯德模型模拟Sr $_2$ RuO $_4$的$γ$带。对于准一维体系，我们发现三重态$f$ -波配对不仅与自旋涨落理论一致地支配着三重态p波，而且与d波配对具有出人意料的竞争性.对于2D系统，虽然结果表明在三重态配对通道中存在吸引相互作用，但发现d波配对相互作用大于三重态通道。
2003-07-23 cond-mat.str-el
A flexible class of exact Hubbard-Stratonovich transformations
本文提出一类含可调参数的精确Hubbard-Stratonovich变换，在量子蒙特卡罗模拟中平衡符号问题与连续采样，并通过数值基准评估权衡。
2023-05-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
The ALF (Algorithms for Lattice Fermions) project release 1.0. Documentation for the auxiliary field quantum Monte Carlo code
格点费米子算法软件包提供了有限温度辅助场量子蒙特卡罗算法的通用程序。该代码被设计为能够模拟任何模型，该模型可以用单体算子的总和、单体算子的平方和耦合到具有给定动力学的伊辛场的单体算子的总和来编写。我们提供了预定义的类型，允许用户指定的模型，布拉维格以及平等的时间和时间位移的可观的。该代码支持MPI实现。例如蜂窝晶格上的哈伯德模型和耦合到横向伊辛场的正方形晶格上的哈伯德模型的例子在文献中提供和讨论。我们还讨论了如何使用该软件包实现Kondo格点模型和$SU(N)$ -Hubbard-Heisenberg模型。您可以从我们的Git实例下载代码，网址是https://alf.physik.uni-wuerzburg.de，并登录以提交问题。
2017-06-23 cond-mat.str-el hep-lat physics.comp-ph
Testing the Monte Carlo - Mean Field approximation in the one-band Hubbard model
用蒙特卡罗方法和平均场近似相结合的计算方法研究了正则单带哈伯德模型。这种技术使我们能够将热涨落和短程磁序的发展纳入有序温度之上，这与粗糙的有限温度Hartree-Fock近似相反，该近似错误地预测了Néel温度$T_N$，该温度随哈伯德$U/t$线性增长。这里研究的有效模型包含量子和经典自由度。因此，它属于在其他背景下广泛使用的"自旋费米子"模型家族。对费米子扇区采用精确对角化，对经典场采用经典Monte Carlo方法，并辅以旅行团簇近似，研究了三维和二维大团簇的Hubbard $U/t$-温度$T/t$相图.我们表明，该方法是能够捕获的形成的本地时刻在正常状态下没有长程秩序，非单调性的$T_N$与增加$U/t$，发展的差距和赝能隙的状态密度，和双峰结构的比热。广泛的比较与决定性的量子蒙特卡罗结果表明，本方法是定性的，而且往往定量，准确，特别是在中高温。最后，我们研究的哈伯德模型，包括plaquette对角跳跃（即$t-t^\prime$哈伯德模型）在两个维度，并表明，我们的方法使我们能够研究低温性能的决定性量子蒙特卡罗失败，由于费米子符号问题。这种方法的未来应用包括多轨道哈伯德模型，如铁基超导体所需的模型。
2014-11-21 cond-mat.str-el
Continuous-time auxiliary field Monte Carlo for quantum impurity models
本文提出了一种计算量子杂质模型的连续时间蒙特卡罗方法，该方法结合了弱耦合展开和量子场分解。该方法比Hirsch-Fye方法效率高得多，且无时间离散误差，特别适用于大团簇动力学平均场论（DMFT）计算中的杂质求解.
2008-06-02 cond-mat.str-el
Antiferromagnetism, Superconductivity and Phase Diagram in the Two-Dimensional Hubbard Model -- Off-Diagonal Wave Function Monte Carlo Studies of Hubbard Model III --
基于优化变分蒙特卡罗方法研究了二维哈伯德模型的基态相图。我们使用的波函数是一个非对角型的$ψ=\exp(-λK)P_Gψ_0$，其中$ψ_0$是一个单粒子状态，$P_G$是Gutzwiller算子，$K$是动力学算子，$λ$是一个变分参数。多体效应是关联电子系统中自旋关联和超导电性的重要来源。通过改变库仑排斥$U$、能带参数$t'$和电子密度$n_e$，研究了反铁磁态和超导态之间的竞争.我们显示了一个相图，其中包括超导和反铁磁相和$t'=0$是最有利的超导性。
2019-04-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effective Hamiltonian based Monte Carlo for the BCS to BEC crossover in the attractive Hubbard model
提出了一种有效的基于哈密顿量的实空间方法，研究了有限温度下二维吸引哈伯德模型中弱耦合的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）到强耦合的BEC玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的交叉.我们引入并证明了一个有效的经典哈密顿量来描述相关辅助场的热涨落。我们的结果$T_c$和相图比较非常好，从更复杂的和{ \it CPU}密集的数值方法。我们表明，该方法的工作在无序的存在下，是有用的一个真正的空间描述的无序对超导性的影响。通过对超导序参量、辅助场分布和准粒子态密度的综合分析，我们确定了金属态、绝缘态、超导态和赝能隙态的区域。我们发现的相位起伏的赝能隙行为的重要性是一致的，从最近的实验中得出的结论NbN超导体。通过确定相关的辅助变量，该方法可以推广到研究具有非平凡序参量对称性的超导体。
2016-05-16 cond-mat.str-el
Determinant quantum Monte Carlo study of exciton condensation in the bilayer Hubbard model
用量子蒙特卡罗方法研究了强关联双层扩展哈伯德模型中激子凝聚的可能性。为了模拟现场排斥U和层间相互作用V，我们引入了一种新的更新方案，扩展了标准的谢尔曼-莫里森更新。我们观察到，符号问题急剧增加，包括层间相互作用V，这禁止在这个阶段一个明确的结论，关于激子凝聚的存在。然而，层间隧穿结果的增强表明，最强的激子凝聚趋势位于10- 20%p/n掺杂附近。磁性和导电性被证明是相对独立的层间相互作用。
2013-10-02 cond-mat.str-el
Auxiliary-field quantum Monte Carlo calculations of the structural properties of nickel oxide
辅助场量子蒙特卡罗（AFQMC）已经多次证明自己是最精确的量子多体方法之一，能够模拟真实和模型系统。在这篇文章中，我们研究应用AFQMC的实际强关联材料在周期高斯基组。以氧化镍（NiO）为例，我们研究了有限尺寸效应和基组误差对相关固体结构性质的重要性。我们提供基准计算NiO和比较我们的结果，实验测量和现有的理论方法。（LLNL-JRNL-752156）
2018-05-31 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Diagrammatic Monte Carlo procedure for the spin-charge transformed Hubbard model
使用的晶格费米子模型，是基于自旋电荷变换和费米子化的原始描述的双重表示，我推导出一个算法的图形蒙特卡罗模拟强关联系统。该方案允许消除大的扩展参数，以及对密度矩阵的大的校正，这些校正通常阻止图解方法在该区域中有效。作为一个例子，我计算的填充因子的哈伯德模型在无限现场排斥和比较的结果，从数值连锁集群扩展获得的可控数据。我发现这两种方法之间的协议，以及快速收敛的图解系列。我还报告的结果的动量分布和动能的电子。
2018-01-26 cond-mat.str-el
Superconductivity and inhomogeneous charge-ordered state in the two-Dimensional Hubbard model -- Off-Diagonal Wave Function Monte Carlo Studies of Hubbard Model IV
本文用非对角波函数变分蒙特卡罗方法研究二维Hubbard模型，发现在接近1/8掺杂的强关联区域，d波超导可与电荷有序共存且无磁有序，并证实长程超导序存在。
2025-07-05 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo Study of an Extended Hubbard Model on a Two-leg Ladder
本文用量子蒙特卡罗方法研究了一个扩展的哈伯德模型。我们所研究的模型具有最近邻相互作用，它沿链是排斥的，而对梯级是吸引的。掺杂参数与化学势的关系图显示了两个悬崖状区域和一个大的平台区域。电荷磁化率的结果表明，它在这些悬崖般的区域发散。这些观察结果可能暗示了相分离的信号，这应该与沿链的有效吸引相互作用有关。
1997-09-16 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo study of a nonmagnetic impurity in the two-dimensional Hubbard model
为了研究强关联系统中双金属杂质的影响，对含单金属杂质的二维哈伯德模型进行了量子蒙特卡罗（QMC）模拟.使用裸露的杂质势，这是现场和有吸引力的，磁性和单粒子的性能进行了计算。QMC结果表明，由于短程反铁磁关联，杂质位附近的奈特位移响应产生了巨振荡。这些结果对解释Li和Zn取代的层状铜酸盐的NMR数据是有用的。
2003-08-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Monte Carlo study of the magnetic properties of the 3D Hubbard model
我们数值研究了三维各向同性和各向异性哈伯德模型在半填充时的磁性。定性地描述了转变温度作为各向异性跳跃参数的函数的行为。在各向同性模型中，我们测量了磁化率的标度性质，发现与3D海森堡模型的磁临界指数一致。我们还描述了几个特殊性，我们的模拟在一个集群中的个人计算机的实施。
2001-12-13 cond-mat.str-el hep-lat
Stripes in a three-chain Hubbard ladder: a comparison of density-matrix renormalization group and constrained-path Monte Carlo results
本文用密度矩阵重整化群方法和约束路径量子Monte Carlo方法研究了具有开边界条件和6个空穴掺杂远离半填充的$12 \times 3$哈伯德模型的基态能量、自旋和空穴密度.这两种方法获得的结果在小和中等$U$制度中一致。对于$U/t \geq 6$，我们发现基态有条纹。
1997-12-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Linearized Auxiliary fields Monte Carlo: efficient sampling of the fermion sign
本文介绍了一种结合格点格林函数蒙特卡罗（LGFMC）和辅助场技术（AFQMC）的方法，并使我们能够精确计算有限团簇上U<~ 4 t的哈伯德模型的基态性质.由于LGFMC得到无偏零温度的结果，不受所谓的特罗特近似的虚时间传播子exp（- H t）。另一方面，AFQMC形式主义产生了一个非常快的收敛在t之前的费米子符号问题变得令人望而却步。作为第一个应用程序，我们报告的基态能量在哈伯德模型在U/t=4多达一百个网站。
2011-11-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Monte Carlo calculation of the finite temperature Mott-Hubbard transition
我们提出了明确的数值证据共存的金属和绝缘的动力学平均场论（DMFT）解决方案在半填充的单带哈伯德模型裸半圆形密度的状态在有限的温度。采用量子蒙特卡罗方法求解DMFT方程。我们讨论了DMFT-QMC的重要技术方面，需要考虑到，以获得可靠的结果附近的共存区域。其中包括在相位边界附近迭代解的临界减慢、DMFT迭代的收敛准则、离散格林函数的插值以及QMC统计误差和系统误差的减小。我们的结果与其他数值方法的结果进行了比较，并在相图中给出。
2000-09-22 cond-mat.str-el
Imaginary Time Correlations and the phaseless Auxiliary Field Quantum Monte Carlo
无相辅助场量子蒙特卡罗方法为精确计算多费米子系统的基态能量提供了一个良好的近似方案。这里我们将此方法应用于虚时关联函数的计算。我们给出了一个详细的描述的技术，我们测试的静态和动态性能对小系统的精确值的结果的质量。
2013-11-05 cond-mat.str-el
Systematic Comparison and Cross-validation of Fixed-Node Diffusion Monte Carlo and Phaseless Auxiliary-Field Quantum Monte Carlo in Solids
量子蒙特卡罗（QMC）方法是模拟相关电子系统的一些最精确的方法。我们调查的兼容性，优点和缺点的两个这样的方法，即扩散蒙特卡罗（DMC）和量子场蒙特卡罗（AFQMC）。在这两种方法中采用的多行列式试验波函数是使用扰动选择迭代（CIPSI）技术的配置相互作用产生的。在DMC和AFQMC之间的比较研究中，使用CIPSI估计的完全基组全组态相互作用（CBS-FCI）能量作为参考。通过专注于一组典型的有限尺寸的固态系统，我们表明，这两个QMC方法可以系统地收敛到相同的能量，一旦基组效应和系统的偏见已被删除。AFQMC示出了一个小得多的试验波函数比DMC的依赖，同时表现出更大的基组依赖。我们概述了改进这些方法的一些剩余挑战和机遇。
2020-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Pairing correlation in the two- and three-leg Hubbard ladders --- Renormalization and quantum Monte Carlo studies
为了阐明梯形系统中关联电子的“偶奇猜想”（偶数条腿超导并伴有自旋能隙，而奇数条腿不超导）是否成立，本文研究了哈伯德模型在两条和三条腿梯形系统中的配对关联.我们采用弱耦合重整化群和量子蒙特卡罗（QMC）方法处理强相互作用。对于两条腿的Hubbard阶梯，一个系统的QMC（与一个控制的水平间距）已检测到增强的配对相关，这是符合弱耦合的预测。我们还计算了三腿Hubbard阶梯中的关联函数，并表明弱耦合研究预测了主导的超导性，这驳斥了天真的奇偶猜想。关键的一点是自旋能隙，因为只有多个自旋模式中的一些才足以使梯形超导体具有与能隙模式兼容的配对对称性（这里是d型）。QMC的三腿梯的研究赞同增强配对相关性。
1997-06-28 cond-mat.str-el
Biexciton Condensation in Electron-hole Doped Hubbard Bilayers -- A Sign-Problem-Free Quantum Monte Carlo Study
电子-空穴掺杂的双层哈伯德模型是研究电子-空穴空间分离抑制复合引起的激子有序的理想平台。然而，遭受的符号问题，以前的量子Monte Carlo研究不能得出一个明确的结论，关于存在的相位与明确的签名的激子凝聚在双层哈伯德模型。在这里，我们开发了一个决定性的量子Monte Carlo（DQMC）算法的双层哈伯德模型，这是符号问题的免费为平等和相反的掺杂在两个层，和研究激子的顺序和电荷和自旋密度调制作为两层之间的化学电势差，现场库仑排斥，和层间相互作用的函数。在中间耦合区和SU（4）对称点附近，我们发现了有限电子-空穴掺杂的双激子凝聚相，以及竞争的$(π,π)$电荷密度波（CDW）态.从超流密度和关联函数的有限尺寸标度分析中提取了Berezinskiii-Kosterlitz-BKT（Berezinskiii-Kosterlitz-BKT）转变温度，并利用一个有效的双激子硬核玻色子模型解释了我们的结果.
2019-07-17 cond-mat.str-el
Auxiliary-field quantum Monte Carlo methods in nuclei
辅助场量子蒙特卡罗方法使得能够计算模型空间中的相关量子多体系统的热和基态性质，所述模型空间比可以通过常规对角化方法处理的模型空间大许多数量级。我们使用构型相互作用壳模型的框架回顾了这些方法在原子核中的最新发展和应用。
2016-07-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el nucl-th
Néel temperature and thermodynamics of the half-filled 3D Hubbard model by Diagrammatic Determinant Monte Carlo
利用大规模无偏图行列式蒙特卡罗模拟研究了三维哈伯德模型在半充满状态下接近Néel相变的热力学性质.我们得到了在强关联区的转变温度，以及能量、熵、双占有率和最近邻自旋关联函数的温度依赖性。我们的研究结果提高了以前的无偏研究的准确性，并提出了准确的基准正在进行的努力，以实现反铁磁态的物质与超冷原子在光晶格。
2013-05-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Variational Monte Carlo method for fermionic models combined with tensor networks and applications to the hole-doped two-dimensional Hubbard model
传统的张量网络状态采用实空间乘积状态作为参考波函数。在这里，我们提出了一个多变量变分蒙特卡罗（mVMC）方法结合张量网络，利用两者的优势来研究费米子模型。变分波函数由实空间相关因子运算的对积波函数和张量网络构成。此外，我们可以应用量子数投影，如自旋、动量和晶格对称性投影，来恢复波函数的对称性，以进一步提高精度。我们基准我们的方法为一维和二维哈伯德模型，这表明显着的改善单独获得的结果无论是mVMC或张量网络。我们将此方法应用于正方晶格上空穴掺杂的哈伯德模型，结果表明，当掺杂浓度小于0.3时，在基态，条纹电荷/自旋序与弱$d$波超导序共存，且条纹振荡周期随空穴浓度的增加而变长.当掺杂浓度小于0.25时，电荷均匀的高超导态也以亚稳态激发态的形式存在。
2017-08-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Variational Monte Carlo study of ferromagnetism in the two-orbital Hubbard model on a square lattice
为了理解轨道简并度对磁性的影响，特别是Hund规则耦合的影响，我们用变分Monte Carlo方法研究了正方晶格上的双轨道哈伯德模型。作为变分波函数，我们考虑了自旋和轨道交错有序态的Gutzwiller投影波函数。我们发现一个铁磁相与交错的轨道秩序周围的四分之一填充，即，电子数n=1，每个网站，和反铁磁相没有轨道秩序周围的半填充n=2。此外，我们还发现，在大的Hund规则耦合下，在一个宽的填充区域内，还存在另一个没有轨道序的铁磁相。这两个铁磁状态是金属除了四分之一填充。我们表明，轨道简并和强关联效应使铁磁态稳定。
2009-01-28 cond-mat.str-el
Lefschetz thimble Monte Carlo for many body theories: application to the repulsive Hubbard model away from half filling
最近，一种基于作用量最陡下降曲面上的随机积分的新方法被用来解决量子场论中的符号问题。我们展示了如何使用这种方法可以在许多机构的理论进行完全非微扰计算的平均场解的量子校正。我们讨论了一个明确的算法来实现我们的方法，并提出了结果的排斥哈伯德模型远离半填充在中间温度。我们的结果是一致的，从最新的艺术集团动力学平均场论计算。
2014-03-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Quantum Monte Carlo Study of a Dynamic Hubbard Model
“动态”哈伯德哈密尔顿描述了相互作用的费米子的晶格上的现场排斥调制耦合到波动的玻色子场。我们调查这样一个模型，介绍了赫希，使用行列式量子蒙特卡罗方法。我们的主要结果是，扩展的s波配对顶点，排斥在通常的静态哈伯德模型，成为有吸引力的耦合波动玻色场的增加。符号问题使我们无法探索足够低的温度来观察超导转变是否发生。我们还观察到稳定的反铁磁相关性和莫特间隙附近的半填充，和近线性行为的能量作为粒子密度的函数，这表明相分离的趋势。
2007-10-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mott correlated states in the underdoped two-dimensional Hubbard model: variational Monte Carlo versus a dynamical cluster approximation
我们使用两种互补的方法，动力学平均场论的动力学团簇扩展和带回流修正的Gutzwiller-Jastrow波函数的变分蒙特卡罗模拟，研究了正方晶格上的受抑欠掺杂哈伯德模型的性质.我们比较和讨论的能量和双职业，从这两种方法获得的数据。在小的掺杂，我们观察到一个快速的交叉从弱相关的金属在低相互作用强度U到一个非费米液体相关态与强本地自旋相关。此外，我们还研究了关联态相对于相分离的稳定性。我们观察到相分离，只有大值的U或非常大的挫折。对于与铜酸盐相关的参数范围，不存在相分离。
2012-12-20 cond-mat.str-el
Quantum magnetic properties of the SU(2N) Hubbard model in the square lattice: a quantum Monte Carlo study
本文采用行列式投影量子Monte-Carlo方法研究了二维正方格子中半填充SU（4）和SU（6）Fermi-哈伯德模型的Mott绝缘态的基态磁性。在剩余Neel矩很小的SU（4）情形下，发现了长程反铁磁Neel序.在SU（6）情形下，量子涨落甚至更强。数值结果与Neel序为零或比SU（4）弱的Neel序一致。
2013-04-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Constrained-Path Auxiliary-Field Quantum Monte Carlo for Coupled Electrons and Phonons
本文提出了一种扩展的约束路径非相干场量子蒙特卡罗方法（CP-AFQMC），用于处理与声子耦合的关联电子系统。该算法遵循标准的CP-AFQMC方法描述的电子自由度，而声子描述在第一量子化和传播通过扩散蒙特卡罗方法。我们的方法进行了测试的一维和二维Holstein和Hubbard-Holstein模型。用一个简单的半经典试探波函数，我们的方法是非常准确的$ω/(2\text{d}tλ) < 1$的所有参数的Holstein模型考虑在这项研究中。此外，我们的经验表明，自相关时间尺度为$1/ω$为$ω/t \lesssim 1$，这是一个改进的$1/ω^2$缩放的传统的决定性量子蒙特卡罗算法。在Hubbard-Holstein模型中，当Hubbard $U$项主导模型的物理性质时，我们的算法的精度与标准CP-AFQMC算法的精度一致;当基态由电子-声子耦合标度$λ$主导时，我们的算法的精度接近精确.在这项工作中开发的方法应该是有价值的理解所产生的复杂的物理模型晶格问题和从头算系统中的电子和声子之间的相互作用。
2020-12-25 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Entanglement and the fermion sign problem in auxiliary field quantum Monte Carlo simulations
费米子的量子蒙特卡罗模拟受到臭名昭著的符号问题的阻碍，其最显著的表现是采样误差随粒子数量呈指数增长。由于符号问题是一个NP难问题，因此任何通用的解决方案都是非常难以捉摸的，相互作用的多费米子系统的蒙特卡罗采样通常被认为是限制在一小类模型系统中，其中一个无符号的基础已经确定。在这里，我们证明了纠缠措施，特别是所谓的Renyi熵，可以内在地表现出一定的鲁棒性对符号问题的非线性场量子蒙特卡罗方法，并可能允许通过其标度行为，即使在一个强的符号问题的存在下，全球基态属性的识别。我们证实了这些发现，通过数值模拟的费米子量子相变的无自旋费米子的蜂窝晶格在半填充和以下。
2015-11-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Sign-Free Determinant Quantum Monte Carlo Study of Excitonic Density Orders in a Two-Orbital Hubbard-Kanamori Model
虽然多轨道系统中的激子不稳定性最近已经在各种过渡金属化合物中受到审查，但理解这些不稳定性从强电子相互作用中出现仍然是一个挑战。在这里，我们提出了一个无符号问题的行列式量子Monte Carlo研究激子密度订单在半满双轨道Hubbard-Kanamori模型与破缺轨道简并，这占了过渡金属化合物中的作用的洪德耦合。对于强倒置（负）洪德的交换，我们发现的激子密度秩序的出现，与反铁轨道秩序和$\mathbf{Q} = (π,π)$激子密度秩序之间的竞争作为轨道分裂和洪德的耦合的函数的数值证据。虽然反向洪德耦合稳定自旋单线态激子密度相弱轨道分裂，积极洪德耦合有利于自旋三线态激子密度相。
2021-12-09 cond-mat.str-el
Determinant quantum Monte Carlo study of the two-dimensional single-band Hubbard-Holstein model
我们用行列式量子蒙特卡罗方法对二维Hubbard-Holstein模型进行了数值研究。在这里，我们提出的方法的细节，强调治疗的晶格自由度，然后研究的填充和行为的费米子符号作为模型参数的函数。我们发现一个区域的参数空间与大荷斯坦耦合费米子符号恢复，尽管哈伯德相互作用的大值。这表明，在有限的载流子浓度的相关极化子的研究可能是访问DQMC模拟。然后，我们限制自己的半满模型，并检查反铁磁结构因子的演变，其他指标的反铁磁和电荷密度波顺序，和能量的电子和晶格自由度的函数的电子-声子耦合。从这一点上，我们找到了进一步的证据之间的竞争电荷密度波和反铁磁秩序在半填充。
2013-06-12 cond-mat.str-el
Interplay between nematic fluctuation and superconductivity in the two-orbital Hubbard model: A quantum Monte Carlo study
为了理解铁基超导体中超导涨落与超导电性的相互作用，我们采用约束路径量子蒙特卡罗方法对实际双轨道哈伯德模型进行了系统的研究.计算结果表明，在不同动量处，特别是在（$π$，$π$）处，在位电子相互作用引起电子涨落的强烈增强.同时发现，铁基超导体中的（$π$，0）/（0，$π$）反铁磁序和电子对长程关联被抑制.我们的研究结果表明，在铁基超导体中，超导涨落似乎与超导性竞争。
2018-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
