An Introduction to Finite Temperature Quantum Chromodynamics on the Lattice
在这些讲座中，我们介绍有限温度QCD在晶格上的非专家的主题。我们首先在零温度和有限温度下建立了格点量子色动力学。然后一节是专门的主题，改进的晶格行动，这是成为一个必不可少的组成部分，精确的研究QCD的晶格。然后讨论了有限温度SU（3）规范理论，即无动力学夸克的QCD（淬灭QCD）。最后，我们报告了考虑动力学夸克效应的全量子色动力学研究的最新进展。
1998-04-06 hep-lat
Simulations of Lattice Fermions with Chiral Symmetry in Quantum Chromodynamics
本论文致力于探索在QCD的$ε$ -区域中进行数值计算以提取物理信息的可行性。我们应用两个公式的Ginsparg-Wilson费米子的Neuberger算子和超立方体重叠算子来计算感兴趣的观测量。作为主要结果，我们给出了QCD中Neuberger算符的首个本征值分布与手征随机矩阵理论的解析预言的比较。只要物理体积的每一侧超过大约$L\approx 1.12\fm$，我们就观察到良好的一致性。事实证明，这个界为$L$是通用的，并设置物理体积的大小，其中轴向相关器的行为根据手征微扰理论。这使我们能够计算出π衰变常数$F_π$的值。作为另一种方法，我们只考虑零模的贡献。在这里，我们能够获得$F_π$和$α$的估计值。作为理论的发展，研究了Lüscher拓扑守恒规范作用量。这使我们能够在不重新计算指数的情况下对$ε$ -机制中感兴趣的可观测量进行采样。我们可以报告说，一个有希望的规范行动已经确定。
2005-02-03 hep-lat
Hamiltonian lattice quantum chromodynamics at finite density with Wilson fermions
在足够高的密度下，量子色动力学（QCD）预计会发生手征相变。理解这种跃迁对中子星或夸克星物理学特别重要。在拉格朗日SU（3）格点规范理论中，由于复杂的作用量问题，标准方法在大化学势$μ$处失效。格点量子色动力学的哈密顿表述不存在这样的问题。在以前的工作中，我们在有限化学势$μ$上发展了一种哈密顿方法，并在强耦合区得到了合理的结果。在本文中，我们将以前的工作推广到威尔逊费米子。我们研究了手征行为，计算了真空能、手征凝聚和夸克数密度，以及轻强子的质量。在零温下存在一级手性相变。
2004-03-05 hep-lat hep-ph
Dual Higgs Theory for Color Confinement in Quantum Chromodynamics
基于对偶超导体图像，我们利用格点量子色动力学、量子电流动力学和对偶Ginzburg-Landau（DGL）理论系统地研究了禁闭现象。(1)利用格点量子色动力学，从胶子场的性质出发，研究了最大阿贝尔（MA）规范中禁闭力的阿贝尔优势的起源。在MA规范中，由于QCD作用量的弱约束，非对角胶子振幅被强烈抑制，非对角胶子相位趋于随机。在非对角胶子相位的随机变量近似下，我们用半解析的方法给出了非对角胶子对威尔逊圈贡献的周长律，即弦张力的阿贝尔占优. (2)我们利用MA规范中的格点量子色动力学，研究了胶子场下的QCD结构。在量子色动力学中，在量子色动力学中，交换部分和非对角部分都变得很大，但是由于它们之间的相互抵消，在量子色动力学中可以出现磁单极，而不需要付出很大的量子色动力学代价。(3)通过理想化束缚力对威尔逊圈的贡献，导出了束缚力与束缚密度之间的简单关系。(4)我们研究了海流动力学。(5)我们考虑DGL理论的推导，从非线性系综。(6)我们在DGL理论中研究了有限温度下的QCD相变。(7)我们应用DGL理论研究了早期宇宙中强子泡的形成和超相对论重离子碰撞中夸克胶子等离子体的形成过程。
1999-06-08 hep-lat
Light Nuclei and Hypernuclei from Quantum Chromodynamics in the Limit of SU(3) Flavor Symmetry
在味SU（3）对称极限下，利用量子色动力学（无电磁相互作用），计算了原子序数A <= 4，奇异度|s| <= 2的一系列核和超核的结合能，包括氘、双中子、H-重子、3 He、λ 3 He、λ 4 He和λ 4 He.利用格点量子色动力学计算，在空间尺度为L ~ 3.4 fm、4.5 fm和6.7 fm的三个格点体积中，采用夸克作用量的各向同性三叶草离散化方法，对n_f=3的动力学轻夸克进行了计算，得到了核态.
2012-11-20 hep-lat hep-ph nucl-th
Chirally Extended Quantum Chromodynamics
提出了一种扩展的量子色动力学（XQCD）拉格朗日量，其中费米子通过保持手征不变性的汤川耦合与基本标量场$σ$和$π$耦合.我们的主要动机是找到一个新的晶格公式QCD，避免了经常遇到的裸夸克质量调谐到手征极限的临界慢化的来源。研究了XQCD的相图和弱耦合极限。提出了XQCD的连续极限与传统QCD格点公式的连续极限相同的猜想。作为这种普遍性的例子，我们提出了两个原型模型的XQCD的大N解，其中的寄生π和σ共振的质量去无穷大的截止。即使普适性猜想被证明是错误的，我们相信XQCD仍然是有用的，作为一个低能量的有效作用量的QCD现象在晶格上。数值模拟建议进一步研究XQCD在提取QCD预言的可能好处。附图的后记文件附后。搜索字符串“fig11.ps“、“fig22.ps“、“fig33.ps“。
1994-03-10 hep-lat hep-ph
The 1 Teraflops QCDSP computer
QCDSP计算机（量子色动力学数字信号处理器）是一种廉价的，大规模并行计算机，主要用于格点规范理论的模拟。目前，有两台大型QCDSP机器在全时用途：一台是哥伦比亚大学的8,192处理器、0.4 Teraflops机器，另一台是布鲁克海文国家实验室RIKEN-BNL研究中心的12,288处理器、0.6 Teraflops机器。我们描述了这些计算机的设计过程，体系结构，软件和当前的物理项目。
2000-01-30 hep-lat
The Chiral Extension of Lattice QCD
量子色动力学的手征推广（XQCD）增加了手征凝聚体的标准格点作用显式赝标介子场。有了这个动作，它是可行的，做模拟手征极限与零质量戈德斯通模式。我们回顾的论点，为什么这是预计将在相同的普遍性类的传统行动。我们给出了关于朴素费米子XQCD收敛性的初步结果，以及关于引入反项恢复Wilson费米子手征对称性的方法的初步结果。
1995-01-21 hep-lat
Fourier analysis of the flux-tube distribution in SU(3) lattice QCD
本文对SU（3）格点量子色动力学中静态夸克-反夸克对周围的作用量/能量密度分布进行了新的分析。利用链接变量的傅立叶变换，我们从作用量/能量密度中去除了高动量胶子，并提取了通量管分量。当高动量胶子被移除时，统计涨落被极大地抑制，夸克自能的奇异性消失。得到的通量管分量广泛分布在夸克和反夸克的连线周围。
2010-04-16 hep-lat
Physics-Driven Learning for Inverse Problems in Quantum Chromodynamics
Swansea University（斯旺西大学）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN（理化学研究所）；TU Wien（维也纳技术大学）；Tsinghua University（清华大学）；The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen (CUHK-Shenzhen)（香港中文大学（深圳））；Frankfurt Institute for Advanced Studies（法兰克福高等研究院）
本文综述物理驱动的机器学习方法，强调通过嵌入对称性、连续性和方程等先验及生成模型，解决 QCD 中从复杂数据反演物理性质的多类逆问题。
2025-01-09 cs.LG hep-lat hep-ph
Gluon correlation functions from lattice quantum chromodynamics
利用蒙特卡罗模拟中的Wilson作用量，通过LQCD计算了两点、三点和四点朗道规范胶子的关联函数，研究了纯Yang-Mills理论中的胶子扇区.第一个目标是使用四维传播子的晶格张量表示来理解/量化晶格传播子与其连续形式的偏差。我们还确定了类的运动配置，这些偏差是最小的和连续描述的晶格张量得到改善。这些张量结构还允许验证传播子的连续斯拉夫诺夫-泰勒恒等式在晶格上以良好的精度被满足。三胶子顶点的计算用于探索所谓的零交叉，这是一种与红外尺度下的鬼优势相关的性质，它限制了三胶子顶点的行为。我们还探讨了可能存在的鬼质量阻止红外发散。函数形式被用来模拟晶格数据，并探讨两种不同的可能性的IR行为。在第一种情况下，我们估计的质量规模与交叉和搜索可能的迹象的分歧。其次，我们研究了顶点的符号变化和有限零动量值的可能性。最后是四胶子顶点的计算。一个合适的选择运动学允许消除不必要的贡献，从低阶函数，而大的统计波动阻碍了这个对象的精确计算。我们的研究是一个概念证明，我们表明，格点计算的四胶子关联函数是可行的合理的计算资源。为了在完整的关联函数上提供更清晰的信号和计算单粒子不可约函数，统计量的增加是必要的。
2021-01-15 hep-lat
Nuclear correlation functions using first-principle calculations of lattice quantum chromodynamics
本文提出两种新方法解决格点QCD中原子核Wick收缩的组合爆炸问题，通过随机化算法和类TensorFlow编程模型，在GPU上计算氘核等轻核关联函数，性能提升至少一个数量级，并发现主导关联函数的自旋-颜色组合，可扩展至A~12。
2024-11-13 hep-lat hep-ph nucl-th
Machine Learning Estimators for Lattice QCD Observables
提出了一种利用机器学习（ML）来降低计算格点量子色动力学（QCD）观测量的新方法。ML在背景规范场配置的子集（称为标记集）上进行训练，以根据在全样本上计算的相关但计算密集度较低的可观测量$\mathbf{X}$的值来预测可观测$O$。通过使用第二个子集（也是标记集的一部分），我们估计了训练ML算法预测结果的偏差。使用Boosted决策树回归ML算法，对于两种不同的格点量子色动力学计算，证明了计算成本减少约$7\%-38\%$：（1）预测由两点关联函数产生等矢量电荷的核子三点关联函数，（2）预测当小的电荷宇称（CP）破坏相互作用时，夸克的色电偶极矩相互作用，被添加到QCD，再次从两点关联函数计算没有CP破坏。
2019-07-22 hep-lat
Lattice Gauge Theory for QCD
这些讲座介绍了量子色动力学的非微扰研究的晶格方法。第一讲（第二章）：量子色动力学的基本技术和用最简单的离散化方法得到的强子谱的结果;第二讲（第三章）：“改进的作用”--它们是什么以及它们如何工作第三讲（第四章）：晶格中的SLAC物理：结构函数、胶球的质量、重夸克和$α_s(M_Z)$，以及$B-\bar B$混合。
1996-10-17 hep-lat hep-ph
Practical Implementation of Lattice QCD Simulation on SIMD Machines with Intel AVX-512
我们研究了在英特尔AVX-512架构上实现格量子色动力学（QCD）代码。在格点量子色动力学的数值模拟中，最耗时的部分是求解表示夸克间强相互作用的大型稀疏矩阵的线性方程。为了建立广泛适用的处方，我们研究了AVX-512的SIMD架构的相当一般的方法，例如使用内部函数和手动预取，用于矩阵乘法。本文以基于Intel Xeon Phi Knights Landing的大规模集群Oakforest-PACS系统为例，讨论了在SIMD体系结构和大规模并行机上利用AVX-512进行性能调优和代码设计的方法。我们观察到相同的代码在Intel Xeon Skylake-SP机器上高效运行。
2018-11-01 hep-lat physics.comp-ph
LQCDMaster: Agentic Scientific Computing for Lattice Quantum Chromodynamics Research
School of Physics and Astronomy（物理与天文学院）；Tsung-Dao Lee Institute（李政道研究所）；State Key Laboratory of Dark Matter Physics（暗物质物理国家重点实验室）；School of Artificial Intelligence（人工智能学院）；Zhiyuan College（智远学院）；School of Physics（物理学院）；SciLand；Institute of Quantum Matter（量子物质研究所）；Department of Physics（物理系）
研究针对格点量子色动力学研究实际应用受限问题，提出LQCDMaster智能体，结合智能规划等技术将自然语言任务转化为计算工作流程。经实验评估，其能精确再现多数任务，大幅缩短实现时间，开创智能科学计算范式，促进相关研究。
2026-07-17 cs.AI hep-lat hep-ph
Nonperturbative Quantum Field Theory on the Lattice
这些讲座介绍了量子场论的非微扰研究的晶格方法，重点是量子色动力学。第一讲（第二章）：规范场基础第二讲（第三章）：具有格点调节器的阿贝尔对偶（第四章）：简单格点直觉第三讲（第五章）：强子能谱的标准方法（和结果）第四讲（第六章）：裸作用量和物理第五讲（第七章）：两个案例研究，胶球的质量和$α_s(M_Z)$
1996-10-17 hep-lat hep-th
Machine-learned RG-improved gauge actions and classically perfect gradient flows
University of the Pacific（太平洋大学）；TU Wien（维也纳工业大学）；University of Bern（伯尔尼大学）
本文利用机器学习改进的RG作用量，通过蒙特卡洛模拟验证了其在四维SU(3)规范理论中经典完美的梯度流特性，并展示了其在抑制离散化效应方面的有效性。
2026-01-27 hep-lat
First results from dynamical chirally improved fermions
我们模拟量子色动力学在四个欧几里德维度与两个（简并质量）口味的动力学夸克。狄拉克算子是所谓的手性改进算子，迄今为止已经在淬火计算中进行了研究。现在，我们提出的混合蒙特卡罗（HMC）算法，包括坚固的涂抹实现的结果。我们的结果是从一个8^3 × 16的晶格与蝌蚪改进的Luescher-Weisz规范作用。我们提出了我们的估计的晶格间距，π和ρ介子的质量和证据之间的隧道不同的拓扑部门。
2005-09-01 hep-lat
Lattice QCD ensembles with four flavors of highly improved staggered quarks
我们从我们的量子色动力学（QCD）的模拟结果与四种口味的夸克：u，d，s，和c。这些模拟是用单圈Symanzik改进的规范作用量和高度改进的交错夸克（HISQ）作用量进行的。我们正在生成的规范配置的四个值的晶格间距范围从0.06 fm到0.15 fm，和三个值的轻夸克质量，包括戈德斯通π介子质量等于物理π介子质量的值。我们讨论模拟算法，规模设置，味道对称性破缺，和各种数量的自相关。我们还提出了拓扑敏感性的结果，这表明改善的HISQ配置相对于较早产生的asqtad改进交错行动。
2013-05-16 hep-lat
HMC and gradient flow with machine-learned classically perfect fixed-point actions
该研究针对四维SU(3)规范理论，用格点规范协变卷积神经网络参数化经典完美的定点格点作用量，实现更优参数化并展示其HMC高效模拟，还论证其可定义树图级无伪影梯度流并给出标度初步结果。
2025-02-20 hep-lat
Baryons from Mesons: A Machine Learning Perspective
University of Oxford（牛津大学）；The Alan Turing Institute（艾伦图灵研究所）；University of the Witwatersrand（威特沃特斯兰德大学）；Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学）；OATML（OATML（此处可能为特定机构缩写，无明确通用中文译名））；Department of Computer Science（计算机科学系（系级单位，按规则不提取））；School of Physics（物理学院（学院级单位，按规则不提取））；NITheP（NITheP（此处可能为特定机构缩写，无明确通用中文译名））；CoE-MaSS（CoE-MaSS（此处可能为特定机构缩写，无明确通用中文译名））；Data Laboratory（数据实验室（实验室级单位，按规则不提取））；Mandelstam Institute for Theoretical Physics（曼德尔斯坦理论物理研究所（研究所级单位，按规则不提取））
量子色动力学（QCD）是研究强相互作用的理论。QCD的基本粒子，夸克和胶子，携带色荷并在低能量下形成无色束缚态。我们最感兴趣的强子束缚态是介子和重子。从介子谱的知识，我们使用神经网络和高斯过程预测重子的质量与90.3%和96.6%的准确性，分别。这些结果与组分夸克模型相比是有利的。我们也预测了五夸克和其他奇异强子的质量。
2020-03-23 cs.LG hep-lat hep-ph
Positivity of center subsets for QCD
我们进一步探讨了在非零化学势下量子色动力学的符号问题，其中晶格路径积分的构型被聚集成子集。在子集构造中，我们独立地将每个时间链接乘以中心元素，并且在第一步中忽略规范作用。的子集权重的积极性-显示为0+1维在早期的研究-扩展到更大的格子：对于两个网站在时间方向和任意的空间范围内，我们给出了一个证明的积极性，通过分解的子集权重的正和。从数值证据中，我们推测正性在较大的晶格上持续存在，并且规范作用量可以通过轻微的重新加权来重新引入。用这种方法得到的二维夸克数的第一个结果也显示。
2016-02-15 hep-lat hep-th
Unquenched Gluon Propagator in Landau Gauge
利用格点量子色动力学（QCD）方法，对朗道规范中的胶子传播子进行了非淬灭计算。我们使用MILC合作的AsqTad夸克作用量生成的动力学夸克配置，并比较猝灭QCD的胶子传播子（即，纯Yang-Mills胶子传播子）与2+1味QCD的关系。动力学夸克的影响是清晰可见的，并导致显着减少的非微扰红外增强相对于淬火的情况下。
2004-03-11 hep-lat hep-ph
A fully non-perturbative charm-quark tuning using machine learning
我们提出了一个相对论重夸克行动调谐的魅力部门的合奏产生的CLS财团。我们调整一个特定的5参数的行动在一个完全非微扰和-选择的实验输入-模型独立的方式使用机器学习和连续实验charmonium基态质量与各种量子数。最后，我们相当成功;获得一组模拟参数，然后我们验证产生预期的频谱。在未来，我们将使用这个行动的强子-强子散射的有限体积计算。
2021-12-03 hep-lat
Low-lying baryon resonances from lattice QCD
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本研究利用格点量子色动力学的非微扰蒙特卡罗方法，结合散射K矩阵参数化拟合有限体积能谱，得到Δ共振态结果，发现Λ(1405)附近的双极点结构，并探讨了该方法应用于Roper共振态的前景。
2025-10-28 hep-lat hep-ph nucl-th
Dense two-color QCD from Dyson-Schwinger equations
利用Dyson-Schwinger方程研究了非零密度下双色量子色动力学。格点方法在这个理论中没有复杂的作用问题。因此，我们可以基准我们的结果和截断的效果直接通过与相应的晶格结果进行比较。我们这样做的胶子传播，手征凝聚，夸克数密度和测试变化的截断，以提高协议。最后，我们比较了截断对QCD和具有规范群$SU(2)$和$G_2$的QCD相图中手征跃迁和禁闭/解除禁闭跃迁的影响。
2020-01-22 hep-lat hep-ph hep-th
Renormalization group on tensor networks
University of Tsukuba（筑波大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本文探讨了张量网络在重整化群方法中的应用，重点在于其在格点场论和QCD研究中的潜力及最新进展。
2026-03-03 hep-lat
Topological susceptibility with the asqtad action
手征微扰理论预言，在量子色动力学（QCD）中，轻动力学夸克抑制真空的规范场拓扑极化率。抑制的程度取决于夸克多重数和质量。它为格点量子色动力学中的费米子公式提供了强一致性检验。这种测试对于缺乏完整手征对称性的交错费米子公式特别重要，并使用“四次方根”程序来获得所需的海夸克数量。在过去的几年里，我们已经测量了拓扑磁化率的大型数据库的18个规范场合奏，产生的2+1口味的动态asqtad夸克的上下夸克质量范围从0.05到1的奇异夸克质量和晶格间距从0.045 fm到0.12 fm的单位。我们的研究还包括三个淬火合奏晶格间距范围从0.06到0.12微米。我们构造的拓扑磁化率从积分点到点的相关器的离散拓扑电荷密度F-Fdual。为了减少它的方差，我们模型的相关器的渐近尾。我们的拓扑磁化率结果的连续外推很好地同意在小夸克质量与最低阶SU（3）手征微扰理论的预测，从而贷款的有效性的四次方根程序的支持。
2010-06-04 hep-lat
Machine learning a fixed point action for SU(3) gauge theory with a gauge equivariant convolutional neural network
University of the Pacific（太平洋大学）；Institute for Theoretical Physics, TU Wien（维也纳技术大学理论物理研究所）；Institute for Theoretical Physics, University of Bern（伯尔尼大学理论物理研究所）
本文利用具有精确规范不变性的卷积神经网络为四维 SU(3) 规范理论构造固定点作用量，通过大算子空间获得优于以往研究的参数化，为未来蒙特卡洛模拟和标度研究奠定基础。
2024-10-02 cs.LG hep-lat hep-ph
Polarized and unpolarized gluon PDFs: generative machine learning applications for lattice QCD matrix elements at short distance and large momentum
本文用生成式机器学习从格点QCD短距离数据外推胶子关联函数，重建核子极化与非极化胶子PDF，并克服传统函数形式偏差。
2025-04-22 hep-lat hep-ph nucl-th
Accelerating HPC codes on Intel(R) Omni-Path Architecture networks: From particle physics to Machine Learning
The University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Alan Turing Institute（艾伦·图灵研究所）；Intel（英特尔）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
我们将讨论一些实用的方法，以确保每个节点具有一个或两个英特尔® Omni-Path主机结构接口（HFI）和英特尔®至强融核TM 72 xx（Knight's Landing）处理器的群集在使用Linux操作系统时具有接近线速的性能。该研究评估的性能改进实现和所需的编程方法在两个不同的例子问题：首先在笛卡尔通信晕交换问题，适合于结构化网格PDE求解器中出现的量子色动力学模拟粒子物理学，其次在梯度减少适当的同步随机梯度下降机器学习。作为一个例子，我们加速了百度研究减少公布的代码，并获得了10倍的加速比原始代码使用本文中讨论的技术。这显示了当同步随机梯度下降以固定的小批量大小大规模并行化时，如何在强缩放的分布式机器学习中实现10倍的加速。我们发现一个显着的改善性能的鲁棒性时，获得内存使用仔细分配的2 MB“巨大的”虚拟内存页，这意味着无论是非标准的分配例程应用于通信缓冲区。这些可以通过LD\_PRELOAD覆盖以libhugetlbfs建议的方式访问。我们利用英特尔（R）MPI 2019库“技术预览版”和底层软件，通过每个进程的多个PSM 2端点和使用多个独立的MPI通信器，在整个通信软件桩中实现线程并发。当每个节点使用单个MPI进程时，我们发现这大大加快了许多核心英特尔®至强融核处理器中的交付带宽。
2017-11-13 cs.AI cs.DC hep-lat
Precise study of triply charmed baryons $Ω_{ccc}$
The Institute of Mathematical Sciences（数学科学研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴哈国家学院）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究院）
该研究通过格状量子色动力学精确计算了三重魅夸克重子$Ω_{ccc}$的质量，提供了最精确的实验结果和系统误差分析。
2025-12-04 hep-ex hep-lat hep-ph
