論文の概要: Quantum spin solver near saturation: QS$^3_{~}$
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.00872v1
- Date: Fri, 2 Jul 2021 07:06:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-23 18:51:19.454745
- Title: Quantum spin solver near saturation: QS$^3_{~}$
- Title（参考訳）: 飽和付近の量子スピン解法:qs$^3_{~}$
- Authors: Hiroshi Ueda, Seiji Yunoki, Tokuro Shimokawa
- Abstract要約: 我々は,スピン-1/2 XXZ型量子スピンモデルを解析するための(薄い再起動)Lanczos法に基づいて,QS$3$[textipakj'u:-'es-kj'u:b]というプログラムパッケージを開発した。
10times10times10$立方格子上での等方性ハイゼンベルクモデルの低エネルギー励起分散に対するQS$3$のベンチマーク結果を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We develop a program package named QS$^{3}$ [\textipa{kj\'u:-\'es-kj\'u:b}]
based on the (thick-restart) Lanczos method for analyzing spin-1/2 XXZ-type
quantum spin models on spatially uniform/non-uniform lattices near fully
polarized states, which can be mapped to dilute hardcore Bose systems. All
calculations in QS$^{3}$, including eigenvalue problems, expectation values for
one/two-point spin operators, and static/dynamical spin structure factors, are
performed in the symmetry-adapted bases specified by the number
$N_{\downarrow}$ of down spins and the wave number $\boldsymbol{k}$ associated
with the translational symmetry without using the bit representation for
specifying spin configurations. Because of these treatments, QS$^{3}$ can
support large-scale quantum systems containing more than 1000 sites with dilute
$N_{\downarrow}$. We show the benchmark results of QS$^{3}$ for the low-energy
excitation dispersion of the isotropic Heisenberg model on the
$10\times10\times10$ cubic lattice, the static and dynamical spin structure
factors of the isotropic Heisenberg model on the $10\times10$ square lattice,
and the open-MP parallelization efficiency on the supercomputer (Ohtaka) based
on AMD Epyc 7702 installed at the Institute for the Solid State Physics (ISSP).
Theoretical backgrounds and the user interface of QS$^{3}$ are also described.
- Abstract（参考訳）: QS$^{3}$ [\textipa{kj\'u:-\'es-kj\'u:b}] というプログラムパッケージを開発し、スピン-1/2 XXZ型量子スピンモデルを全偏極状態近傍の空間的均一・非一様格子上で解析し、希薄なハードコアボース系にマッピングする。
qs$^{3}$の全ての計算は、固有値問題、一点/二点スピン作用素の期待値、静的/動的スピン構造因子を含む、ダウンスピンの$n_{\downarrow}$とスピン配置のビット表現を使わずに翻訳対称性に関連付けられた波数$\boldsymbol{k}$で指定された対称性対応基底で実行される。
これらの処理により、QS$^{3}$は1000以上のサイトと希薄な$N_{\downarrow}$を含む大規模量子システムをサポートすることができる。
10\times10\times10$立方格子上の等方性ハイゼンベルクモデルの低エネルギー励起分散に対するqs$^{3}$のベンチマーク結果、10\times10$平方格子上の等方性ハイゼンベルクモデルの静的および動的スピン構造因子、および固体物理学研究所(issp)に設置されたamd epyc 7702に基づくスーパーコンピュータ(ohtaka)上でのオープンmp並列化効率を示す。
理論的背景とQS$^{3}$のユーザインタフェースについても述べる。
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