論文の概要: Computing entanglement entropy of interacting fermions with quantum Monte Carlo: Why we failed and how to get it right

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.14326v2
• Date: Sun, 2 Apr 2023 11:43:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 20:36:26.847481
• Title: Computing entanglement entropy of interacting fermions with quantum Monte Carlo: Why we failed and how to get it right
• Title（参考訳）: 量子モンテカルロと相互作用するフェルミオンの絡み合いエントロピー:なぜ失敗したのか
• Authors: Gaopei Pan, Yuan Da Liao, Weilun Jiang, Jonathan D'Emidio, Yang Qi and Zi Yang Meng
• Abstract要約: インクリメンタルアルゴリズムで概念的および計算的障壁を克服する方法を示す。 インクリメンタルアルゴリズムで概念的および計算的障壁を克服する方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6555817895963518
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: There is no doubt that the information hidden in quantum entanglement can be used to infer the organizing principle of various quantum phases of matter, ranging from spontaneous symmetry breaking phases, quantum critical points to topologically ordered states. It is far from clear, however, whether entanglement measures, such as the entanglement entropy (EE), can actually be obtained with the precision required to observe these subtle features -- usually in the form of universal finite size scaling behavior -- in highly entangled quantum matter. In the case of 2D interacting fermionic lattice models with gapless spectra, such as in the Hubbard model, the computation of the EE has faced severe limitations, making reliable data in the universal scaling regime off limits to all existing numerical algorithms. Here we explain the reason for the previously unsuccessful attempts in EE computations in quantum Monte Carlo simulations and more importantly, show how to overcome the conceptual and computational barrier with the incremental algorithm[1,2], such that the computation of the EE in 2D interacting fermion systems finally becomes easy and reliable.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントに隠された情報は、自発的対称性の破れ相、量子臨界点から位相的に順序付けられた状態まで、様々な物質の量子相の組織化原理を推測するために使用できることは疑いない。 しかし、エンタングルメントエントロピー(EE)のようなエンタングルメント測度が、高エンタングルド量子物質においてこれらの微妙な特徴(通常、普遍的な有限サイズのスケーリング挙動の形で)を観測するために必要な精度で実際に得られるかどうかは、明らかになっていない。 ハバードモデルのようなギャップのないスペクトルを持つ2次元相互作用型フェルミオン格子モデルの場合、eeの計算は厳しい制限を受けており、既存のすべての数値アルゴリズムに対する普遍的スケーリング法における信頼性の高いデータをオフにしている。 ここでは、量子モンテカルロシミュレーションにおける、以前失敗したEE計算の試みの理由と、さらに重要なことは、インクリメンタルアルゴリズム[1,2]で概念的および計算上の障壁を克服する方法を示し、最終的に2次元相互作用するフェルミオン系におけるEEの計算が簡単で信頼性の高いものになる。

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