A Composite Fermion Approach to the Ultracold Dilute Fermi Gas
认为最近在强相互作用的超冷费米气体中观察到的费米液体与一个投影的费米气体有着密切的联系。这个结论是通过构造一组Jastrow波函数得出的,遵循Tan对物理希尔伯特空间结构的观察[Annals of Physics 323,2952(2008)]。杰斯特罗投影只是在BCS和费米气体波函数上实现了贝特-佩尔斯条件。这个过程提供了一个简单的图片出现的费米极化子作为复合费米子在正常状态下的高度极化的气体。它还表明,投影BCS波函数可以写为一个凝聚的复合费米子(或费米极化子)对。导出了复合费米子的哈密顿量。在平均场理论中,它表明,该哈密顿量的基态和激发是那些非相互作用的费米气体,虽然他们描述的Jastrow-Slater波函数。
2010-05-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
New Paired-Wavefunction for the Frustrated Antiferromagnetic Spin-Half Chain
我提出了一个新的成对波函数的参数,连续插值从一维Jastrow产品的Majumdar-Ghosh二聚体波函数的挫折海森堡$S = 1/2$反铁磁体。这种在$S_z$基上构造的自旋配对态可以替代人们熟知的共振价键基态来描述没有明显长程自旋序的$S = 0$基态.一些数值证据。
1997-12-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gutzwiller Projected wavefunctions in the fermonic theory of S=1 spin chains
本文研究了由一般S>1/2自旋系统的费米子平均场论[Phys.Rev.B81,224417]应用于双线性-双二次(J-K)模型得到的S=1自旋链的Gutzwiller投影波函数。投影前的自由费米子平均场态是一维配对态。通过比较投影对态的能量和关联函数与已知结果,我们表明优化的Gutzwiller投影波函数是K<J,(J>0)区域反铁磁双线性-双二次模型的很好的试验基态波函数.我们发现,不同的自由费米子配对状态的拓扑相位对应于不同的自旋相位:弱配对(拓扑非平凡)状态引起的Halfton相位,而强配对(拓扑平凡)状态引起的二聚体相位。特别地,在AKLT点K=1/3处,Halfton相位和Gutwziller波函数之间的映射是精确的。由优化的Gutzwiller投影波函数确定的两个相之间的转变点与已知的结果符合得很好。分析了平均场论之上的Z ~ 2规范涨落的影响。
2012-05-29 cond-mat.str-el
Projected wavefunction study of Spin-1/2 Heisenberg model on the Kagome lattice
本文利用Gutzwiller投影波函数研究了自旋为1/2的海森堡模型在Kagome晶格上的几种自旋液体态的能量。结果表明,U(1)-Dirac自旋液体态具有最低的能量。此外,即使没有变分参数,能量也非常接近于精确对角化的结果。我们证明了这样一个U(1)-Dirac态代表一个量子相,它的低能物理是由四种耦合到U(1)规范场的二分量Dirac费米子控制的.这些结果进行了讨论的背景下,最近的实验ZnCu $_3$(OH)$_6$ Cl $_2$。
2006-11-15 cond-mat.str-el
Wavefunction Vortex Attachment via Matrix Products: Application to Atomic Fermi Gases in Flat Spin-Orbit Bands
变分波函数引入零(涡),以屏幕排斥相互作用通常很难验证无偏微观计算。构造了一种方法,使用矩阵乘积表示法将涡插入到任意波函数中。这种方法打开了一个广泛的类基于Jastrow波函数的验证之门。的形式主义适用于超冷原子气体的合成自旋轨道耦合的存在下,由实验激发的模型。验证的波函数表明,原子费米气体中的涡旋与平坦的Rashba自旋轨道带簇在系统中心附近,因此应该是直接可见的飞行时间成像。
2014-04-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Variational study of J1-J2 Heisenberg model on Kagome lattice using projected Schwinger boson wave functions
基于对Kagome晶格上自旋为1/2的海森堡反铁磁模型的兴趣,我们研究了具有反铁磁$J_2$耦合的$J_1$ -$J_2$模型中投射Schwinger玻色子(SB)波函数的能量.变分Monte Carlo计算结果表明,对于$J_2\gtrsim 0.08 J_1$和${\bf q=0}$ Jastrow型磁有序态,Sachdev的$Q_1=Q_2$ SB体系具有比Dirac自旋液体更低的能量.这项工作表明,投影SB波函数可以测试在同一个立足点上,作为他们的费米子同行。
2011-03-23 cond-mat.str-el
Establishing non-Abelian topological order in Gutzwiller projected Chern insulators via Entanglement Entropy and Modular S-matrix
我们使用纠缠熵签名建立非阿贝尔拓扑秩序的投影陈-绝缘体波函数。最简单的例子是通过Gutzwiller投影一个陈数C=2的填充带得到的,其波函数也可以看作是带绝缘体的斯莱特行列式的平方。我们证明了这个波函数被耦合到费米子的$SU(2)_2$ Chern Simons理论捕获。这是建立最有说服力的计算模块S-矩阵的候选基态波函数,最近的纠缠熵为基础的方法。这直接证明了这种状态下马约拉纳费米子准粒子的特殊非阿贝尔辫统计。通过对$SU(2)_3$(Read-Rezayi型态)和$SU(3)_2$波函数的研究,我们也为场论的推广提供了微观证据,证明了陈氏数C的N次方的Slater行列式实现了耦合到费米子的$SU(N)_C$陈氏Simons理论的拓扑序.我们提出的陈省身绝缘体波函数的一个优点是相对容易的物理性质,如纠缠熵和模块化的S-矩阵,可以使用Monte Carlo技术进行数值计算。
2013-04-26 cond-mat.str-el
Further developments in correlator product states: deterministic optimization and energy evaluation
关联函数积态(CPS)是一类适用于任意维强关联问题的张量网络波函数。在这里,我们提出了一种方法,用于优化和评估的能量的CPS波函数,是非变的,但完全确定的。我们的技术的基本假设是CPS波函数是哈密顿量的精确本征态,允许通过薛定谔方程的投影近似获得能量。在二维晶格上对自旋为1/2的反铁磁海森堡模型、无自旋哈伯德模型和全自旋哈伯德模型进行了验证.在这些模型中的每一个中,投影方法将变分CPS能量再现到1%以内。对于费米子系统,我们还证明了纳入斯莱特行列式参考的ananterior,这使得CPS作为一个概括的Jastrow-Slater波函数。
2010-08-29 cond-mat.str-el
Finite and Infinite Matrix Product States for Gutzwiller Projected Mean-Field Wavefunctions
二次平均场的矩阵乘积态(MPS)和“修饰”基态(如Gutzwiller投影Slater行列式)都是重要的变分波函数。后一类在理解超导性和量子自旋液体方面发挥了重要作用。我们提出了一种新的方法,以获得有限和无限MPS(iMPS)表示的基态的任意费米子二次平均场哈密顿量,(这在最简单的情况下是一个斯莱特行列式,在最一般的情况下是一个Pfidian)。我们还展示了如何代表产品的这种状态(例如,决定因素倍Pfweans)。从这个表示可以投影到单占据,并评估Gutzwiller投影后的纠缠谱。然后,我们得到的MPS和iMPS表示的Gutzwiller投影的平均场状态所产生的变分从费米子方法的$S=1$双线性双二次(BLBQ)量子自旋链。为了实现这一点,我们开发了一种方法来正交化退化iMPS找到所有的状态在退化的基态流形。我们发现MPS和iMPS态的能量与变分能量密切匹配,这表明该方法是准确的,并且由于截断误差造成的损失最小。然后,我们提出了第一次探索的纠缠光谱的投影从费米子状态探索其定性特征,并找到良好的定性协议与各自的确切基态光谱发现DMRG。
2020-08-31 cond-mat.str-el
Reconstructing Spin Hamiltonians of 2D Gutzwiller-Projected Wavefunctions
本文利用关联矩阵哈密顿量重构技术研究二维Gutzwiller投影波函数,发现有限尺寸下无简单局域自旋哈密顿量能稳定这些态,并定量评估了局域相互作用的重要性及来源。
2025-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Variational wave functions for frustrated magnetic models
包含电子配对和抑制的电荷波动的变分波函数(即,投影BCS态)已经被提出作为无序磁系统(包括自旋液体)的范例。在这里,我们讨论了这些国家在一个和两个维度的一般性质,并表明,不同的量子相位可以描述与高精度的同一类变分波函数,包括二聚和磁有序状态。特别地,具有磁序的相位可以从包含反铁磁和超导序参量以及合适的自旋Jastrow关联的简单概括中获得。总之,投影波函数是理解低维磁系统物理的一个非常灵活的工具。
2009-05-29 cond-mat.str-el
Projected Wavefunctions and High Temperature Superconductivity
我们研究的哈伯德模型与相关的铜氧化物的参数,使用变分Monte Carlo与投影的d-波状态。对于掺杂0 < x < 0.35,我们得到一个超导体,其序参量跟踪观察到的非单调Tc(x)。变分参数Delta_{var}(x)与光电发射中看到的(pi,0)“峰”和T* 成比例。投影导致谱函数中的不相干,并且从其矩的奇异行为中,我们获得了在x中线性消失的节点准粒子权重Z,尽管费米速度在x接近零时保持有限。Drude重量D_{low}和超流密度与实验结果一致,D_{low}与Z.
2001-03-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Variational Monte Carlo simulations using tensor-product projected states
本文提出了一种有效的数值方法,它结合了最近发展的基于张量网络的方法和标准试探波函数的优点,来研究量子多体系统的基态性质。在这种方法中,我们应用投影仪的形式的张量积算子的输入波函数,如Jastrow型或Hartree-Fock波函数,并通过变分蒙特卡罗优化张量元素。与常规的张量积态表示相比,输入波函数中已经包含的纠缠可以大大降低键的维数。特别是,这使我们也可以表示不遵守纠缠熵面积定律的状态。此外,对于费米子系统,费米子符号结构可以被编码在输入波函数中。我们表明,优化的状态提供了良好的近似的基态能量和关联函数的情况下,二维玻色子和费米子系统。
2015-05-21 cond-mat.str-el
Variational Monte Carlo study of gapless spin liquid in the spin-$1/2$ XXZ antiferromagnetic model on the kagome lattice
利用变分蒙特卡罗方法研究了kagome晶格上自旋- $1/2$ XXZ反铁磁模型(具有易平面各向异性).一类Gutzwiller投影费米子态与自旋Jastrow因子被认为是描述自旋液体(与$U(1)$或$Z_2$对称性)或磁有序相(与${\bf q}=(0,0)$或${\bf q}=(4π/3,0)$)。我们发现,在热力学极限下,磁态是不稳定的。此外,没有能量增益打破规范对称性从$U(1)$到$Z_2$自旋液体状态,如以前发现的海森堡模型。因此,最好的变分波函数是$U(1)$狄拉克态,并辅以自旋杰斯特罗因子。此外,在变分水平上,在从$XY$到海森堡模型的整个范围内,得到了一个消失的$S=2$自旋能隙.
2015-11-17 cond-mat.str-el
Variational wavefunction for Mott insulator at finite $U$ using ancilla qubits
该研究提出一种辅助波函数,可统一描述有限U下费米液体与Mott绝缘体相,能通过矩阵乘积态数值模拟,还预言了金属-绝缘体转变附近的窄分数费米液体相,为Mott物理研究提供新框架和工具。
2024-09-11 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo description of correlated electrons in two-dimensional FeSe
University of Manchester(曼彻斯特大学);Tohoku University(东北大学);Center for Advanced Systems Understanding(先进系统理解中心);Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf(德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心);TU Dresden(德累斯顿工业大学)
本文通过量子蒙特卡洛方法研究了二维FeSe中电子相关能量,比较了不同几何构型下的相关能量与孤立Fe和Se原子的差异,发现原子贡献主导了相关能量,原子间键合作用影响较小。
2025-09-07 cond-mat.other cond-mat.str-el quant-ph
An accelerated linear method for optimizing non-linear wavefunctions in variational Monte Carlo
虽然线性方法是优化非线性参数化的波函数在变分蒙特卡罗最强大的算法之一,它遭受的内存瓶颈,由于在每个优化步骤的广义特征值问题的解决,其中的哈密顿和重叠矩阵存储在内存中的事实。在这里,我们证明,通过应用Jacobi-Davidson算法,可以迭代求解广义特征值问题,而不必建立和存储的矩阵问题。由此产生的直接线性方法大大降低了成本,并提高了缩放的算法相对于参数的数量。为了进一步提高具有大量参数的波函数的优化效率,我们使用远离最小值的一阶方法AMSGrad,因为它非常便宜,并且仅在接近优化结束时切换到直接线性方法,其中诸如AMSGrad的方法具有长收敛尾。我们将这种改进的优化器应用于各种波函数与真实和轨道空间Jastrow因子的原子系统,如铍和氖,分子系统,如碳二聚体和铁(II)卟啉,和模型系统,如哈伯德模型和氢链。
2019-08-12 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Intertwined orders from symmetry projected wavefunctions of repulsively interacting Fermi gases in optical lattices
利用能量最小化方法研究了可以用光晶格中的超冷蒸汽模拟的排斥哈伯德模型的非常规强关联相,该方法采用变分前的量子数投影,不需要任何假定的序参量.在一个管状的几何光学plaquettes实现四腿阶梯哈伯德哈密尔顿,我们突出的纠缠的自旋,电荷,和对密度波嵌入在一个统一的d波超流背景。随着晶格填充的增加,该相从表现出螺旋磁性的均匀状态出现,并朝着掺杂的反铁磁体发展。同时也发现了长程d波配对关联的增强,并对二维团簇进行了数值试验。
2015-10-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Current Response in Extended Systems as a Geometric Phase: Application to Variational Wavefunctions
在变分的背景下研究了电流的线性响应理论。表达式推导出的德鲁德和超流的重量一般变分波函数。德鲁德重量的表达式突出了其计算的困难,因为它取决于实际中通常无法获得的精确能量本征值。虽然德鲁德重量是不是在一个简单的形式,线性电流响应示出的几何相位,或可替代地在总的位置偏移算子的期望值方面是可表达的。几何相位的电流响应的贡献,然后分析了一些常用的投影变分波函数(Baeriswyl,Gutzwiller,和组合)。它表明,这种贡献是独立的投影机本身,是由波函数上的投影机被应用。
2012-12-06 cond-mat.str-el
Projective studies of spin nematics in a quantum frustrated ferromagnet
采用自旋三重态对的BCS投影波函数作为试探波函数,研究了正方晶格上自旋1/2受抑铁磁J1-J2海森堡模型的基态性质.基于变分蒙特卡罗分析,我们认为,在竞争耦合制度,一种特定类型的投影BCS波函数,被称为投影Z2平面状态,实现最佳的最佳能量之间的其他竞争状态,如铁磁态和共线反铁磁态。像在量子自旋液体中一样,投影的Z2平面状态保持正方形晶格的平移对称性。然而,它也伴随着四极矩的d波排序,打破了自旋旋转对称性。因此,这种状态描述了一种量子自旋类似物的液晶。静态关联函数的计算结果还表明,Z2平面态的投影具有很强的共线反铁磁涨落。
2011-09-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Properties of an algebraic spin liquid on the kagome lattice
在最近的工作中,我们讨论了一种特殊的代数自旋液体(ASL)可能是S = 1/2 kagome晶格海森堡反铁磁体的基态。这种没有自旋能隙的状态,在最近对锌铜矿(ZnCu 3(OH)6Cl 2)的实验中很有吸引力。在这里,我们更详细地研究这个ASL的属性,使用低能量有效场论和Gutzwiller投影波函数。我们确定的竞争秩序的ASL -其中,我们发现一组磁订单躺在M-点的布里渊区,q = 0磁有序状态,“黑斯廷斯”价键固体(VBS)状态,和模式的矢量自旋手性排序对应的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的相互作用项存在于herbertsmithite。我们讨论了在实验中的磁性和VBS竞争订单的检测。虽然我们专注于一个干净的系统没有DM相互作用,我们认为小DM相互作用的影响,并认为,令人惊讶的是,它会导致自发破缺的时间反演对称性(DM相互作用,保持XY自旋旋转对称性,也有XY磁序)。我们对投影波函数的分析提供了对表征ASL所有低能激发的“费米速度”的估计-这使我们能够估计比热,这与实验相比是有利的。我们还研究了投影波函数的自旋和键关联,并与有效场论的结果进行了比较。虽然有效场论中的自旋关联和波函数似乎匹配得相当好(尽管不完全),但键关联更令人困惑。最后,我们讨论的实验在赫氏石,并作出几个预测。
2008-06-09 cond-mat.str-el
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
Testing for topological order in variational wavefunctions for Z(2) spin liquids
我们确定了自旋液体莫特绝缘体|0>定义的Gutzwiller投影BCS状态在半填充是Z(2)细分。我们构造了一个试验vison [Z(2)vortex]态|通过投影穿过圆柱体/环面的孔的(hc/2 e)涡流,并检查其与|0>使用分析和数值计算。我们发现在热力学极限下重叠一般为零,因此自旋液体是Z(2)分馏的。我们指出,这些结果的相关性的数值研究的Hubbard模型和自旋模型,最近被报道拥有自旋液相。我们还考虑了欠掺杂高温超导体中Z(2)分数化的磁通俘获实验的可能影响。
2004-05-17 cond-mat.str-el
Generalized Lanczos Algorithm for Variational Quantum Monte Carlo
我们表明,标准的Lanczos算法可以有效地实现统计和自我一致的改进,使用随机reconfigurat离子的方法,这是最近推出的Monte Carlo符号问题稳定的不稳定性。有了这个计划的几个Lanczos步骤在一个给定的变分波函数是可能的,即使是大尺寸作为一个特殊的情况下,更一般和更准确的技术,允许获得较低的变分能量。这种方法已被广泛测试的强相关模型,如t-J模型。利用标准Lanczos技术,可以计算任何类型的关联函数,而不需要特别的计算工作。通过对精确本征态的方差$<H^2>-<H>^2$为零的假设,我们证明了即使对于$\sim 100$电子,只要初始波函数相当好,也可以用很少的Lanczos ite比得到精确解.本文提出的变分随机重构技术一般允许对任何可计算的多体波函数进行多参数能量优化,包括通用的长程Jastrow因子和任意的位置相关轨道决定因子。该方案进一步提高了计算精度,特别是对于长距离关联函数。
2000-09-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Composite Fermion Wavefunctions Derived by Conformal Field Theory
根据最近的一些分析,我们重新考虑了Jain的分级霍尔态理论,这些分析发现了投影Jain波函数与共形场论量子化之间的精确关系。我们表明,基础的共形理论是由前面介绍的W-无穷极小模型精确给出的。这个理论涉及到一个减少的多组分阿贝尔理论,这是类似的投影到最低的朗道水平在耆那教的方法。投影产生准空穴激发服从非阿贝尔分数统计。分析密切平行的玻色共形理论描述的Pfalan和Read-Rezayi状态。
2012-06-30 cond-mat.str-el hep-th
SU(N) quantum spin models: A variational wavefunction study
SU(N)量子自旋模型的研究不仅与包括超冷原子在内的各种物理系统有关,而且还有助于深入了解SU(2)自旋模型的新量子相和相变。我们利用Gutzwiller投影的费米子变分波函数,研究了具有海森堡双线性和双二次相互作用的SU(N)自旋模型在自共轭表象下的相图和关联函数.在一维情况下,通过考察Gutzwiller投影自由费米子基态对不同对称性破缺的不稳定性,构造了SU(4)自旋链的变分相图,与精确结果符合较好,Gutzwiller投影自由费米子态与N种费米子的自旋和二聚体关联也与SU(N)自旋链临界点的精确计算和1/N计算符合较好.在二维情况下,通过研究Gutzwiller投影π通量态的不稳定性,得到了正方晶格上的变分相图。发现纯海森堡模型的变分基态在N= 2,4时具有长程Neel序,在N > 4时具有自旋Peierls序.对于N=4和6,双二次相互作用导致复杂的相图,其中包括在两种情况下的扩展价键晶体,以及对于N=6的稳定的π通量相。在N=4时,π通量投影态的自旋关联与1/N计算结果符合得很好。我们发现,这种状态也表现出强烈增强的二聚体相关性,在定性符合大N的结果。我们比较了我们的结果与最近的SU(4)海森堡模型的QMC研究。
2007-04-29 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Projected Hartree-Fock Theory
投影哈特里-福克理论(PHF)在量子化学中有着悠久的历史。PHF在这里被理解为N电子对称性破缺斯莱特行列式的变分确定,其使具有正确量子数的投影态的能量最小化。这种方法被积极地推行了几十年,但似乎已经被放弃了。在这里,我们推导并实现了“投影后的变化”PHF理论使用的技术不同于那些以前在量子化学。我们的PHF方法具有适度的平均场计算成本,产生相对简单的表达式,可以应用于共线和非共线自旋的情况下,并可以与故意的对称性破缺和恢复其他分子的对称性,如复共轭和点群。我们提出了几个基准应用程序的解离曲线和单重态-三重态能量分裂,表明所得到的PHF波函数是高质量的多参考字符。我们还提供了数值证据表明,在热力学极限,在PHF的能量不低于对称性破缺HF,一个简单的后果,缺乏大小的一致性和扩展性的PHF。
2012-02-14 cond-mat.str-el
An Analysis of First- and Quasi-Second-Order Optimization Algorithms in Variational Monte Carlo
本文分析变分蒙特卡罗中一阶与准二阶优化算法的性能特征及系统规模缩放情况,发现波函数表达能力是随机优化中准二阶方法降低成本的关键,为其适用条件提供参考。
2025-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
A quantum Monte Carlo study of the ground state chromium dimer
我们报告变分和扩散量子蒙特卡罗(VMC和DMC)研究的结合曲线的基态铬二聚体。我们采用了各种单行列式(SD)或多行列式(MD)波函数乘以Jastrow作为试验/引导波函数。SD中的分子轨道(MO)使用限制或非限制Hartree-Fock或密度泛函理论(DFT)计算,其中检查了五种常用的局部(SVWN 5),半局部(PW 91 PW 91和BLYP)和混合(B1 LYP和B3 LYP)泛函。分子动力学展开分别采用完全活性空间SCF、广义价键和非限制组态相互作用方法。我们还采用UB 3LYP-MO构造了分子动力学展开式(UB 3LYP-MD),并在VMC水平上优化了它们的系数。除了波函数的依赖性,我们研究了DMC计算中的时间步长偏差以及UB 3LYP-SD情况下赝势和回流变换的影响。一些VMC结合曲线显示平坦或相当浅的井底,其通过DMC被恢复得更深。所有的DMC结合曲线有一个最小值,表明一个结合态,但原子和分子能量的比较产生了负的结合能的所有DMC以及VMC计算。
2011-03-24 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Variational Monte Carlo simulation in hole-doped cuprate superconductors: Competition between antiferromagnetism and superconductivity
本文给出了二维t-t '-t”-J模型中包含反铁磁(AFM)序和超导(SC)序的Gutzwiller投影共存态的变分Monte Carlo(VMC)结果.通过进一步考虑电子之间的离位自旋相关性,与早期的VMC结果相反[Phys. Rev. Lett. 102,027002(2009)],我们发现在欠掺杂区域附近AFM有序和SC有序之间存在明显的竞争,而不是共存。由自旋-自旋Jastrow耦合子引入的局域铁磁关联似乎是导致共存态消失的原因。我们还表明,从上(下)AFM带的准粒子光谱权重强烈减弱(增强)的自旋-自旋相关。这一结果明显地导致了空穴掺杂铜氧化物从AFM相到SC相过程中的波腹电子袋的丢失和节孔袋的出现,这与角分辨光电子能谱的观察结果一致。
2015-06-16 cond-mat.str-el
RVB superconductors with fermionic projected entangled pair states
在键维为$D=3$的正方晶格上构造了一族简单的费米投影纠缠对态(fPEPS),它们是具有短程单重键的空穴掺杂共振价键(RVB)波函数.在掺杂下,绝缘的RVB自旋液体立即演变成具有混合$d+is$对对称性的超导体,其对振幅随着掺杂的平方根而增长。$s$ -波和$d$ -波分量之间的相对权重可以由单个变分参数$c$控制。我们优化我们的机器人。$c$的挫折$t-J_1-J_2$模型(包括最近和次最近邻反铁磁相互作用$J_1$和$J_2$,分别)为$J_2\simeq J_1/2$,并获得非常接近无限PEPS状态的能量(使用完全更新优化和相同的键尺寸)。优化的RVB超导体的轨道对称性具有主导的d-波字符,虽然我们认为一个剩余的(复杂的s-波)时间反演对称性破缺组件应始终存在。连接的结果超导铜酸盐和pnictides的物理概述。
2014-05-22 cond-mat.str-el
Slave rotor theory of the Mott transition in the Hubbard model: a new mean field theory and a new variational wave function
基于电子算符的从转子表象,提出了一种新的哈伯德模型中Mott跃迁的平均场论。这个理论提供了一个更好的描述的作用的远程电荷关联的莫特绝缘状态,并提供了一个很好的估计的临界关联强度的莫特转变。基于这种新的从转子平均场论,我们构造了一种新的Mott绝缘态的变分波函数。我们发现这种新的变分波函数在Mott绝缘态下的性能优于传统的具有长程电荷相关器的Jastrow型波函数。它预测了连续的莫特转变,在转变点具有非发散的准粒子质量。我们还表明,通常使用的现场平均场解耦的从转子对应的Gutzwiller近似的Gutzwiller投影波函数只有现场电荷相关器,它不能描述任何有限维系统中的Mott转变。
2016-01-11 cond-mat.str-el
Richardson-Gaudin mean-field for strong correlation in quantum chemistry
用约化的Bardeen-Cooper-Schrieffer哈密顿量的基态本征矢作为波函数,模拟量子化学中的强电子关联。这个波函数是弱相互作用的电子对的产物。虽然其他的孪波函数只能在投影的薛定谔方程中使用,但是本方法可以用多项式代价变分求解。由此产生的波函数被用来计算库仑哈密顿的期望值,我们目前的结果与双占据组态相互作用(DOCI)数据的原子和解离曲线。目前的方法将作为一个多体对理论的起点,就像哈特里-福克是弱关联电子的起点一样。
2020-07-21 cond-mat.str-el physics.chem-ph
A Pseudo-BCS Wavefunction from Density Matrix Decomposition:Application in Auxiliary-Field Quantum Monte Carlo
本文提出了一种由单体密度矩阵构造赝BCS波函数的方法。由此产生的多体波函数,它可以产生任何费米子系统,包括那些纯粹的排斥相互作用,具有数量投影BCS形式,或反对称几何幂(AGP)的形式。这样的波函数为相关费米子系统提供了比单个斯莱特行列式更好的分析,并且通常比斯莱特行列式的线性组合更好(例如从截断的活性空间计算)。我们描述了一个程序来建立这样一个波函数方便地从一个给定的约化密度矩阵的系统,而不是从一个平均场的解决方案(这给出了一个斯莱特行列式排斥相互作用)。由此获得的伪BCS波函数再现密度矩阵或最小化输入和所得密度矩阵之间的差。伪BCS波函数的一个应用是在非线性场量子蒙特卡罗(AFQMC)计算中作为控制符号/相位问题的试验波函数。AFQMC通常是关联费米子系统最精确的通用方法之一。我们表明,伪BCS形式进一步减少了约束偏差,并导致提高精度相比,通常的斯莱特行列式审判波函数,使用二维哈伯德模型作为一个例子。此外,伪BCS试探波函数允许一种新的系统可改进的自洽方法,伪BCS试探波函数由AFQMC通过单体密度矩阵迭代生成。
2020-10-19 cond-mat.str-el
Real-space entanglement spectra of projected fractional quantum Hall states using Monte Carlo methods
量子霍尔(QH)波函数的实空间纠缠谱(RSES)提供了一条推断其边缘激发性质的自然途径。RSES的计算变得昂贵的粒子的数量和包括朗道能级(LL)的增加。RSES可以有效地计算使用蒙特卡罗(MC)方法的试验状态,可以写为产品的决定因素,如复合费米子(CF)和部分子状态。这种计算效率也适用于最低朗道能级(LLL)投影CF和部分子态的RSES;然而,这里使用的LLL投影需要推广Jain Kamilla(JK)投影的近似。这项工作是一个仔细的研究如何这种近似应该作出。我们确定最接近的精神JK投影的近似,并进行测试的投影中所涉及的近似比较MC的结果与RSES从计算昂贵,但准确的方法。我们提出的技术,并使用它们来计算精确的LLL投影玻色子Jain $2/3$状态在bipartition的系统的大小高达$N=24$上的球的精确RSES。对于最低的几个角动量部门的RSES,我们提出的证据表明,MC结果密切匹配的确切光谱。我们还讨论了其他合理的投影方案。我们还计算了球上两个最低层中由Trugman-Kivelson哈密顿量精确对角化得到的非投影费米子Jain $2/5$态的精确RSES。通过与Monte Carlo方法计算的非投影$2/5$态的RSES比较,表明后者是实际上精确的。
2022-10-20 cond-mat.str-el
Spin-projected matrix product states (SP-MPS): a versatile tool for strongly correlated systems
我们提出了一个新的波函数分析,结合自旋投影的强度与矩阵乘积态(MPS)和矩阵乘积算子(MPO)的语言中使用的密度矩阵重整化群(DMRG)。具体地,自旋投影矩阵乘积态(SP-MPS)被构造为$|Ψ^{(N,S,M)}_{SP-MPS}\rangle=\mathcal{P}_S|Ψ_{MPS}^{(N,M)}\rangle$,其中$\mathcal{P}_S$是总自旋$S$的自旋投影器,而$|Ψ_{MPS}^{(N,M)}\rangle$是具有给定粒子数$N$和自旋投影$M$的MPS波函数。这种新方法具有几个吸引人的特点:(1)与显式地将非阿贝尔SU(2)对称性引入MPS相比,它提供了一种更简单的实现自旋自适应(即创建$\hat{S}^2$的本征函数)的途径。特别地,由于SP-MPS中的基本状态仅使用阿贝尔对称性,因此不需要如通常在自旋自适应DMRG中采用的用于非单态的单态嵌入方案来实现单个一致的变分优化状态。(2)由于使用$|Ψ_{MPS}^{(N,M)}\rangle$作为其基础状态,SP-MPS可以紧密地连接到对称性破缺的平均场态。这允许直接产生大量的破缺对称性猜测,需要探索磁系统中复杂的电子景观。此外,这种联系可以在开壳层系统的量子嵌入理论的未来发展中加以利用。(3)哈密顿量和自旋投影器$\mathcal{P}_S$的MPO表示的总和自然导致用于计算期望值和优化SP-MPS的并…
2017-05-03 cond-mat.str-el physics.chem-ph
A Projector Quantum Monte Carlo Method for non-linear wavefunctions
我们重新制定的全组态相互作用量子Monte Carlo的拉格朗日最小化方面的投影时间演化。这自然导致多项式复波函数参数化的入场,绕过指数缩放的方法。虽然以前这些函数传统上占据了变分蒙特卡罗领域,但我们考虑了最近识别深度学习神经网络的发展,以优化该拉格朗日量,该拉格朗日量可以写成波函数动力学传播算子的修改。我们用张量网络状态的形式证明了这种方法,并用它来寻找强相关的哈伯德模型的解决方案,以及它对完全周期性从头计算石墨烯片的应用。可以同时优化的变量的数量大大超过了变分蒙特卡罗的替代配方,允许波函数的灵活性对精确度的系统改进,同时模糊了传统的变分和投影量子蒙特卡罗方法之间的界限。
2017-03-22 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Multi-component symmetry-projected approach for molecular ground state correlations
电子结构问题的Hartree-Fock近似能有效地解释分子中的静态关联,但往往不能平衡地描述动态关联。在这里,我们考虑一个多组件,系统改进的方法,占所有的基态的相关性。我们的方法是基于一组非正交的,变分优化的决定因素建立的线性组合的投影配置。由此产生的波函数保持了原来的哈密顿量的对称性,即使它被写为变形(破缺对称性)行列式的叠加。我们展示了如何短的这种扩展可以提供一个非常准确的描述简单的化学系统,如氮和水分子的电子结构,沿整个解离曲线。此外,我们应用这种多组分的能量投影方法来提供[Cu $_2$ O $_2$ ] $^{2+}$的过氧和双($μ$ -氧代)形式之间的准确的互变曲线,与其他最先进的量子化学方法相当。
2013-09-17 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Compactifying Electronic Wavefunctions I: Error-Mitigated Transcorrelated DMRG
本文提出 EMTC-DMRG 经典变分算法,利用解析 TC Hamiltonian、精确未压缩 MPO、双位点扫描和 Davidson 求解器,高效准确计算二维 TC Fermi-Hubbard 模型基态能量,并可扩展至分子基态与激发态。
2025-03-18 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Constructing gapless spin liquid state for the spin-1/2 J1-J2 Heisenberg model on a square lattice
我们构造了一类投影纠缠对态(PEPS),它是同时具有短程价键和长程价键的共振价键(RVB)波函数。与积极的首选RVB模式,波函数被简化为生活在一个参数的变分空间。我们调整这个变分参数,以最小化方形晶格上的阻挫自旋1/2 J1-J2反铁磁海森堡模型的能量。以圆柱几何为例,我们可以构造出四个拓扑扇区,其中偶数个或奇数个通量穿过圆柱,偶数个或奇数个自旋子在边界上。不同拓扑扇区中的能量分裂随圆柱周长呈指数变化。我们发现二聚体的关联函数的幂律衰减的环面,和lnL校正的纠缠熵,表明在最佳参数的无隙自旋液相。
2013-02-05 cond-mat.str-el
Projected Coupled Cluster Theory
耦合团簇理论是研究弱关联系统的首选方法。但在强关联的情况下,它面临着对称性的困境,要么完全无法描述系统,要么必须人为地打破某些对称性。另一方面,投影Hartree-Fock理论通过对称性破缺和恢复捕捉到了许多种强关联的基本物理。在这项工作中,我们结合并试图保留这两种方法的优点,通过应用对称投影破缺对称耦合集团波函数。非正交性质的状态所产生的对称投影算子的应用程序的粒子-空穴激发的所有订单,从而创造了一个障碍,重叠的准确评估。在这里,我们提供了一个解决方案,通过解纠缠框架理论,可以近似严格和系统。投影耦合团簇理论的分子和哈伯德模型的结果,表明自旋投影显着提高了无限制耦合团簇理论,同时恢复良好的量子数。在热力学极限下,投射耦合团簇理论的能量减少到未投射的能量,尽管速度比投射的Hartree-Fock慢得多。
2017-06-20 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Quantum Monte Carlo Compton profiles of solid and liquid lithium
我们用量子蒙特卡罗(QMC)方法计算了固体和液体锂的康普顿分布,并与最近的实验测量结果进行了比较,获得了很好的一致性。重要的是,我们发现至关重要的是要考虑到适当的核心价正交化,并解决密度差异与实验相比。为了解释无序效应,我们使用分子动力学(MD)对有限温度配置进行采样,然后对每个配置进行扩散蒙特卡罗(DMC)模拟。我们使用Slater Jastrow波函数和巨正则扭转平均边界条件。一个QMC赝势校正,来自一个完整的晶体的全电子DMC模拟。我们的计算提供了第一个全电子QMC基准的康普顿轮廓的锂晶体和赝势校正的QMC康普顿轮廓的液体和固体。
2019-12-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Hyperdeterminants and Composite fermion States in Fractional Chern Insulators
本文提出陈数 $C=\pm1$ 的部分填充陈能带中复合费米子态的投影构造,用张量组合超行列式得到电子波函数,并用于扭转双层 MoTe$_2$。
2023-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long range order and symmetry breaking in Projected Entangled Pair State models
投影纠缠对态(PEPS)提供了一个框架,用于构建一个单一的张量产生的哈密顿量和基态波函数在同一个基础上的模型。一个关键的问题是要描述的行为出现在系统中的性质的张量,从而哈密顿量。本文考虑具有$\mathbb Z_2$在位对称性的PEPS模型,研究长程序和自发对称性破缺的发生。我们展示了长程序如何与PEPS转移算子谱中的简并相联系,以及后者如何在扰动下引起自发对称性破缺。我们提供了一个简洁的描述的对称性破缺态的PEPS张量,并发现,使用对称性破缺态,我们可以得到一个本地纠缠哈密顿量,从而恢复本地的纠缠哈密顿量的所有带隙相位。
2015-10-04 cond-mat.str-el quant-ph
Exotic spin, charge and pairing correlations of the two-dimensional doped Hubbard model: a symmetry entangled mean-field approach
通过非限制变分计算,给出了在排斥二维哈伯德模型中自旋、电荷和配对相互作用的纠缠,投影波函数不存在对称性破缺.当增加在位耦合时,在空穴掺杂区自然出现从无公度反铁磁性到条纹有序的交叉。虽然有效的配对相互作用被确定,他们强烈地分散在几种模式,包括d-波配对和更奇特的通道相关的底层条纹。我们证明了通过对称性恢复的平均场波函数的纠缠可以在很大程度上解释相互作用效应。
2012-10-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Path-Integral Renormalization Group Method for Numerical Study of Strongly Correlated Electron Systems
提出了一种研究强关联电子系统的数值算法。基态波函数在路径积分形式下经过数值重整化处理后投影出来。波函数由截断希尔伯特空间中保留态的最佳线性组合表示,数值选择基。该算法不受负号问题的困扰,可应用于任何维数上的任何类型的哈密顿量。在哈伯德模型的斯莱特行列式的基础上进行数值优化的例子中的效率进行了测试。我们的快速收敛和精度实现少量的保留状态的结果。
2000-07-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Why a local moment induces an antiferromagnetic ordering: An RVB picture
基于Gutzwiller投影的BCS波函数,我们发现在空位(锌杂质)周围存在一个S=1/2的局域磁矩,它以交错的磁矩形式存在,这是自旋背景中短程共振价键(RVB)配对的直接结果.
2006-03-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gauge-covariant projected entangled paired states for interacting systems in a magnetic field
Ghent University(根特大学);University of Kent(肯特大学);University of Cambridge(剑桥大学);Université Libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学)
本文提出一种具有虚拟磁通量张量模式的投影纠缠对态波函数,其物理期望值在构造上具有平移不变性,从而在不考虑扩展磁单元格的情况下模拟均匀磁场中的相互作用多体系统。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Symmetry-projected cluster mean-field theory applied to spin systems
本研究提出广义团簇平均场理论与$S_z$自旋投影方案,打破团簇的$S_z$对称性并恢复全局对称性以解释团簇间关联,在多种维度的海森堡模型测试中表现良好,可为团簇间关联研究提供参考。
2023-08-23 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Particle-number projected Bogoliubov coupled cluster theory. Application to the pairing Hamiltonian
虽然耦合团簇理论精确地模拟了弱关联的量子系统,但在强关联的情况下,它往往会失败,因为标准的平均场图像在定性上是不正确的。在许多情况下,这些故障可以在很大程度上通过允许平均场参考打破物理对称性来改善。对称性破缺的耦合团簇,例如Bogoliubov耦合团簇,理论确实可以提供相当准确的能量预测,但对称性破缺会损害所得到的波函数的质量和对能量以外的观测量的预测。因此,将对称投影和耦合团簇理论相结合是描述强关联系统的一种有吸引力的方法。独立地,最近提出了两种不同但相关的形式主义来实现这一目标。这两种形式主义的对比,在这份手稿中,测试结果的理查森配对哈密顿。这两种形式主义的基础上的解纠缠的集群表示的旋转耦合集群波函数。然而,它们的不同之处在于解纠缠的簇的求解方式。一种方法建立了依赖于角度的耦合簇方程,而另一种方法涉及一阶常微分方程。后一种方法产生的能量和占用概率显着优于数字投影的BCS和BCS耦合集群,当解纠缠的集群被截断在低激发水平,有一个计算成本不太大比BCS耦合集群。高质量的结果在这篇手稿表明,投影耦合集团是一个很有前途的方法,可以准确地描述弱关联和强关联的有限多费米子系统。
2019-01-31 cond-mat.str-el nucl-th physics.chem-ph