論文の概要: Quantum Monte Carlo for Gauge Fields and Matter without the Fermion
Determinant
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.08917v2
- Date: Sun, 3 Mar 2024 03:14:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-07 03:38:55.390179
- Title: Quantum Monte Carlo for Gauge Fields and Matter without the Fermion
Determinant
- Title（参考訳）: フェルミオン行列式を持たないゲージ場および物質に対する量子モンテカルロ
- Authors: Debasish Banerjee and Emilie Huffman
- Abstract要約: 強相互作用性フェルミオン系のモンテカルロシミュレーションはフェルミオン符号問題に悩まされている。
我々は,行列式を含まないモデル群におけるフェルミオン符号問題の解法として,メロンクラスタアルゴリズムに着目した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Ab-initio Monte Carlo simulations of strongly-interacting fermionic systems
are plagued by the fermion sign problem, making the non-perturbative study of
many interesting regimes of dense quantum matter, or of theories of odd numbers
of fermion flavors, challenging. Moreover, typical fermion algorithms require
the computation (or sampling) of the fermion determinant. We focus instead on
the meron cluster algorithm, which can solve the fermion sign problem in a
class of models without involving the determinant. We develop and benchmark new
meron algorithms to simulate fermions coupled to $\mathbb{Z}_2$ and $U(1)$
gauge fields in the presence of appropriate four-fermi interactions. Such
algorithms can be used to uncover potential exotic properties of matter,
particularly relevant for quantum simulator experiments. We demonstrate the
emergence of the Gauss' Law at low temperatures for a $U(1)$ model in
$(1+1)-$d.
- Abstract（参考訳）: 強相互作用するフェルミオン系のab-initioモンテカルロシミュレーションはフェルミオンサイン問題に苦しめられ、密度の高い量子物質の多くの興味深いレジーム、あるいは奇数のフェルミオンフレーバーの理論の非摂動的研究が困難である。
さらに、典型的なフェルミオンアルゴリズムはフェルミオン決定式の計算(またはサンプリング)を必要とする。
代わりに、行列式を含まずにモデルクラス内のフェルミオン符号問題を解決できるメロンクラスターアルゴリズムに焦点をあてる。
我々は,適切な4-フェルミ相互作用が存在する場合に,$\mathbb{Z}_2$および$U(1)$ゲージ場に結合したフェルミオンをシミュレートする新しいメロンアルゴリズムを開発し,ベンチマークする。
このようなアルゴリズムは、物質の潜在的なエキゾチックな性質を明らかにするために、特に量子シミュレータ実験に関係している。
低温におけるガウスの法則の出現を、1+1-$dで$U(1)$モデルで示す。
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