Software para diagonalização exata de hamiltonianos de spin quântico em 1D e 2D

Dec 16 2020

Estou procurando um software (que também pode ser executado em paralelo) para Diagonalização Exata de Hamiltonianos de Spin Quânticos em 1D e 2D (por exemplo, Modelo de Heisenberg) que consiste em um grande número de locais de spin.

Existem alguns desses pacotes (por exemplo, QuSpin, ALPS, SpinPack, Hphi, etc.)!

No entanto, se puder ser listado, quais são os prós e os contras de cada pacote e qual pacote é mais adequado para que tipo de cálculos?

Muitos iniciantes se beneficiarão com as respostas e qualquer ajuda nesse sentido será apreciada.

Agradecemos as respostas no formato destes exemplos:

  • Existe um pacote gratuito com funcionalidade CASSCF robusta?
  • Como "molhar os pés" na Teoria do Funcional da Densidade, simulando uma molécula de água usando Python
  • Software de simulação de Dinâmica Molecular para Windows
  • Quais são algumas alternativas de DFT totalmente eletrônico de código aberto para Wien2K?
  • Sugestões para um bom fluxo de trabalho de visualização de estrutura cristalina
  • Códigos para pós-processamento de arquivos de cubo Gaussiano?
  • Qual software pode ser usado para fazer a análise QTAIM?
  • Ferramentas para cálculos de transporte eletrônico

Respostas

9 Anyon Dec 16 2020 at 23:15

QuSpin

QuSpin é um código Python de código aberto que pode fazer a diagonalização exata de sistemas de spin, férmions e bósons. Ele tem um amplo suporte para o uso de simetrias, espaços de Hilbert restritos, vários modelos e evolução temporal. A combinação de sintaxe Python bastante simples e um grande número de tutoriais tornam-no uma ótima escolha para iniciantes, para experimentação em pequena escala e problemas de evolução temporal em sistemas de muitos corpos. No entanto, as opções de paralelização são limitadas. Pelo que eu sei, a partir da v. 0.3.4, o QuSpin só oferece suporte à paralelização no nó por meio de OpenMP e MKL. Portanto, QuSpin normalmente não é a melhor escolha se você deseja alcançar os maiores sistemas. Além disso, o QuSpin parece não ter suporte embutido para funções de correlação dinâmica, o que é de interesse para modelar experimentos inelásticos.

Referências

  1. Projeto no GitHub: https://weinbe58.github.io/QuSpin/
  2. Apresentando papel: Phillip Weinberg e Marin Bukov, QuSpin: um pacote Python para dinâmica e diagonalização exata de sistemas quânticos de muitos corpos parte I: cadeias de spin , SciPost Phys. 2 , 003 (2017) .
  3. Artigo de acompanhamento: Phillip Weinberg e Marin Bukov, QuSpin: um pacote Python para dinâmica e diagonalização exata de sistemas quânticos de muitos corpos. Parte II: bósons, férmions e spins superiores , SciPost Phys. 7 , 020 (2019) .