arXiv 2602.055002026-02cond-mat.stat-mechphysics.comp-ph

连续空间路径积分蒙特卡罗模拟的交换蒙特卡罗方法

Exchange Monte Carlo for continuous-space Path Integral Monte Carlo simulation

The University of Tokyo（东京大学）；Institute for Physics of Intelligence, The University of Tokyo（东京大学物理智能研究所）；Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）

Xun Zhao, Synge Todo

备注：: 12 pages, 11 figures

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AI总结：

针对连续空间路径积分蒙特卡罗模拟中因粒子置换导致的长时间自相关性问题，提出一种交换更新方案，结合随机势切换技术，显著加速全局可观测量（如缠绕数）的蒙特卡罗动力学，并提高长程相互作用势的计算效率。

摘要：

我们提出了一种新颖的交换蒙特卡罗（EMC）方法，专为有限温度下连续空间路径积分蒙特卡罗（PIMC）模拟而设计。传统的玻色子系统PIMC方法存在长时间自相关性问题，特别是在测量受粒子置换影响的可观测量（如缠绕数）时。为了解决这个问题，我们引入了一种交换更新方案，促进不同相互作用区域之间的副本跃迁，显著加速蒙特卡罗动力学——尤其是对置换效应敏感的全局可观测量。此外，我们结合了随机势切换（SPS）来有效分解相互作用，大大提高了长程原子间对势（如Lennard-Jones和Aziz势）的计算效率。

英文摘要：

We present a novel Exchange Monte Carlo (EMC) method designed for application in continuous-space Path Integral Monte Carlo (PIMC) simulations at finite temperature. Traditional PIMC methods for bosonic systems suffer from long autocorrelation times, particularly when measuring observables affected by particle permutations, such as the winding number. To address this issue, we introduce an exchange update scheme that facilitates replica transitions between different interaction regimes, significantly accelerating Monte Carlo dynamics-especially for global observables sensitive to permutation effects. Furthermore, we incorporate Stochastic Potential Switching (SPS) to efficiently decompose interactions, substantially enhancing computational efficiency for long-range interatomic pair potentials such as the Lennard-Jones and Aziz potentials.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

AI总结：

摘要：

英文摘要：

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