論文の概要: Tensor-network methodology for super-moiré excitons beyond one billion sites

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.02011v2
• Date: Tue, 10 Mar 2026 12:28:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-11 12:59:12.836398
• Title: Tensor-network methodology for super-moiré excitons beyond one billion sites
• Title（参考訳）: 10億箇所を超える超モアレ励起子のテンソル・ネットワーク手法
• Authors: Anouar Moustaj, Yitao Sun, Tiago V. C. Antão, Lumen Eek, Jose L. Lado,
• Abstract要約: 実空間 Bethe-Salpeter Hamiltonian に対するテンソルネットワーク法を示す。 1次元および2次元のスーパーモアレシステムに対する方法論を実証する。 本研究は,大規模準結晶および超分子量子物質における励起物理学のシミュレーションを可能にする実空間方法論を構築した。
• 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: Computing excitonic spectra in quasicrystal and super-moiré systems constitutes a formidable challenge due to the exceptional size of the excitonic Hilbert space. Here, we demonstrate a tensor-network method for the real-space Bethe-Salpeter Hamiltonian, allowing us to access the spectra of an excitonic $10^{18}$-dimensional Hamiltonian, and enabling the direct computation of bound-exciton spectral functions for systems exceeding one billion lattice sites, several orders of magnitude beyond the capabilities of conventional approaches. Our method combines a tensor-network encoding of the real-space Bethe-Salpeter Hamiltonian with a Chebyshev tensor network algorithm. This strategy bypasses explicit storage of the Hamiltonian while preserving full real-space resolution across widely different length scales. We demonstrate our methodology for one- and two-dimensional super-moiré systems, achieving the simultaneous resolution of atomistic and mesoscopic structures in the excitonic spectra in billion-size systems, showing exciton miniband formation and moiré-induced spatial confinement. Our results establish a real-space methodology enabling the simulation of excitonic physics in large-scale quasicrystal and super-moiré quantum matter.
• Abstract（参考訳）: 準結晶および超モアレ系における励起スペクトルの計算は、励起ヒルベルト空間の例外的な大きさのため、非常に難しい課題である。 ここでは、実空間 Bethe-Salpeter Hamiltonian のテンソル・ネットワーク法を実証し、励起 10^{18}$-dimensional Hamiltonian のスペクトルにアクセスし、10億の格子サイトを超える系に対する有界励起スペクトル関数の直接計算を可能にする。 提案手法は,実空間 Bethe-Salpeter Hamiltonian のテンソルネットワーク符号化とチェビシェフテンソルネットワークアルゴリズムを組み合わせたものである。 この戦略は、広く異なる長さのスケールで完全な実空間分解を保ちながら、ハミルトニアンの明示的な保存をバイパスする。 我々は,1次元および2次元の超モアレ系の方法論を実証し,10億質量系における励起スペクトルの原子構造とメソスコピック構造の同時分解を実現し,励起子ミニバンドの形成とモアレによる空間閉じ込めを示す。 本研究は,大規模準結晶および超分子量子物質における励起物理学のシミュレーションを可能にする実空間方法論を構築した。

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