Publication

Matrix product state applications for the ALPS project

Timothée Ewart
2014
Journal Articles

Résumé

The density-matrix renormalization group method has become a standard computational approach to the low-energy physics as well as dynamics of low-dimensional quantum systems. In this paper, we present a new set of applications, available as part of the ALPS package, that provide an efficient and flexible implementation of these methods based on a matrix product state (MPS) representation. Our applications implement, within the same framework, algorithms to variationally find the ground state and low-lying excited states as well as simulate the time evolution of arbitrary one-dimensional and two-dimensional models. Implementing the conservation of quantum numbers for generic Abelian symmetries, we achieve performance competitive with the best codes in the community. Example results are provided for (i) a model of itinerant fermions in one dimension and (ii) a model of quantum magnetism. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/99c77910-00d7-415a-bde7-fc6c06c26f3a

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Concepts associés (32)

Matrice (mathématiques)

thumb|upright=1.5 En mathématiques, les matrices sont des tableaux d'éléments (nombres, caractères) qui servent à interpréter en termes calculatoires, et donc opérationnels, les résultats théoriques de l'algèbre linéaire et même de l'algèbre bilinéaire. Toutes les disciplines étudiant des phénomènes linéaires utilisent les matrices. Quant aux phénomènes non linéaires, on en donne souvent des approximations linéaires, comme en optique géométrique avec les approximations de Gauss.

Nombre quantique

Les nombres quantiques sont des ensembles de nombres définissant l'état quantique d'un système. Chacun de ces nombres définit la valeur d'une quantité conservée dans la dynamique d'un système quantique. Ce sont des nombres entiers ou demi-entiers, de sorte que les grandeurs observables correspondantes sont quantifiées et ne peuvent prendre que des valeurs discrètes : c'est une différence fondamentale entre la mécanique quantique et la mécanique classique, dans laquelle toutes ces grandeurs peuvent prendre des valeurs continues.

Informatique quantique

L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des calculateurs quantiques et des associés. La notion s'oppose à celle d'informatique dite « classique » n'utilisant que des phénomènes de physique classique, notamment de l'électricité (exemple du transistor) ou de mécanique classique (exemple historique de la machine analytique). En effet, l'informatique quantique utilise également des phénomènes de la mécanique quantique, à savoir l'intrication quantique et la superposition.

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Variational quantum time evolution without the quantum geometric tensor

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