Программное обеспечение для точной диагонализации квантовых спиновых гамильтонианов в 1D и 2D

Dec 16 2020

Я ищу программное обеспечение (которое также может работать параллельно) для точной диагонализации квантовых спиновых гамильтонианов в 1D и 2D (например, модель Гейзенберга), состоящее из большого количества спиновых узлов.

Таких пакетов несколько (например, QuSpin, ALPS, SpinPack, Hphi и др.)!

Однако, если это можно перечислить, каковы плюсы и минусы каждого пакета и какой пакет больше подходит для какого типа вычислений?

Многие новички извлекут пользу из ответов, и любая помощь в этом направлении будет оценена по достоинству.

Будем признательны за ответы в формате этих примеров:

  • Есть ли бесплатный пакет с надежной функциональностью CASSCF?
  • Как «намочить ноги» в функциональной теории плотности путем моделирования молекулы воды с помощью Python
  • Программное обеспечение для моделирования молекулярной динамики для Windows
  • Какие есть альтернативы Wien2K полностью электронному ДПФ с открытым исходным кодом?
  • Предложения по эффективному процессу визуализации кристаллической структуры
  • Коды для пост-обработки файлов куба Гаусса?
  • Какое программное обеспечение можно использовать для анализа QTAIM?
  • Инструменты для электронных транспортных расчетов

Ответы

9 Anyon Dec 16 2020 at 23:15

QuSpin

QuSpin - это код Python с открытым исходным кодом, который может выполнять точную диагонализацию спиновых, фермионных и бозонных систем. Он имеет широкую поддержку использования симметрий, ограниченных гильбертовых пространств, различных моделей и временной эволюции. Комбинация довольно простого синтаксиса Python и большого количества руководств делает его отличным выбором для новичков, для небольших экспериментов и задач временной эволюции в системах многих тел. Однако возможности распараллеливания ограничены. Насколько мне известно, начиная с версии 0.3.4 QuSpin поддерживает распараллеливание только на узле через OpenMP и MKL. Таким образом, QuSpin обычно не лучший выбор, если вы хотите охватить самые большие системы. Вдобавок в QuSpin в настоящее время отсутствует встроенная поддержка динамических корреляционных функций, что представляет интерес для моделирования неупругих экспериментов.

Рекомендации

  1. Проект на GitHub: https://weinbe58.github.io/QuSpin/
  2. Вводная статья: Филипп Вайнберг и Марин Буков, QuSpin: пакет Python для динамики и точной диагонализации квантовых систем многих тел, часть I: спиновые цепочки , SciPost Phys. 2 , 003 (2017) .
  3. Дополнительная статья: Филипп Вайнберг и Марин Буков, QuSpin: пакет Python для динамики и точной диагонализации квантовых систем многих тел. Часть II: бозоны, фермионы и высшие спины , SciPost Phys. 7 , 020 (2019) .