論文の概要: Preempting Fermion Sign Problem: Unveiling Quantum Criticality through Nonequilibrium Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.18854v1
- Date: Thu, 24 Oct 2024 15:37:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-25 12:48:37.410110
- Title: Preempting Fermion Sign Problem: Unveiling Quantum Criticality through Nonequilibrium Dynamics
- Title（参考訳）: プリエンプションフェルミオン符号問題:非平衡ダイナミクスによる量子臨界の解法
- Authors: Yin-Kai Yu, Zhi-Xuan Li, Shuai Yin, Zi-Xiang Li,
- Abstract要約: 本稿では,非平衡臨界力学に基づく新しい枠組みを提案する。
虚空緩和力学の普遍的スケーリング理論により、短時間で正確な臨界点と臨界指数が得られることを示す。
私たちは初めて、$rm SU(3)$-symmetric Dirac fermions をホストするHubbardモデルにおける量子位相図を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.1098478048719524
- License:
- Abstract: The notorious fermion sign problem, arising from fermion statistics, constitutes one of the main obstacles of deciphering quantum many-body systems by numerical approach. The progress in overcoming sign problem will definitely lead to a great leap in various areas of modern physics. Here, by deviating from the conventional cognition that nonequilibrium studies should be more complicated than equilibrium cases, we propose an innovative framework based on nonequilibrium critical dynamics to preempt sign problem and investigate quantum critical point in fermionic model through numerically exact quantum Monte Carlo (QMC) simulation. By virtue of universal scaling theory of imaginary-time relaxation dynamics, we demonstrate that accurate critical point and critical exponents can be obtained in the short-time stage, in which the sign problem is not severe such that the QMC is accessible. After confirming the effectiveness of the method in two typical interacting fermionic models featuring Dirac quantum critical point (QCP), we for the first time reveal the quantum phase diagram in the Hubbard model hosting $\rm SU(3)$-symmetric Dirac fermions, and find that the QCP between Dirac semi-metal and a $\lambda_8$-antiferromagnetic phase belongs to a new universality class different from the previously known Gross-Neveu transitions.
- Abstract（参考訳）: フェルミオン統計から生じる悪名高いフェルミオン符号問題は、数値的アプローチによって量子多体系を解読する主な障害の1つである。
サイン問題の克服の進展は、現代の物理学の様々な分野で大きな飛躍をもたらすだろう。
ここでは、非平衡研究は平衡の場合よりも複雑であるという従来の認識から逸脱して、符号問題に先立って非平衡臨界力学に基づく革新的な枠組みを提案し、数値的に正確な量子モンテカルロ (QMC) シミュレーションによりフェルミオンモデルの量子臨界点を研究する。
仮想時間緩和力学の普遍的スケーリング理論により,QMCがアクセス可能なような符号問題が深刻でない短時間で,正確な臨界点と臨界指数が得られることを示す。
ディラック量子臨界点(QCP)を特徴とする2つの典型的な相互作用するフェルミオンモデルにおいて、この方法の有効性を確認した後、初めて$\rm SU(3)$-symmetric Dirac fermionsをホストするハバードモデルにおける量子位相図を明らかにし、ディラック半金属と$\lambda_8$-反強磁性相の間のQCPが、以前に知られていたグロス・ネヴェウ遷移とは異なる新しい普遍性クラスに属することを発見した。
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