量子多體系統(tǒng)是由許多以復(fù)雜方式運(yùn)動(dòng)的微小粒子組成的原子核之類的東西。這使得預(yù)測(cè)粒子相互作用時(shí)系統(tǒng)的行為變得極其困難。為了研究這些系統(tǒng)，研究人員使用稱為量子蒙特卡羅模擬的計(jì)算工具。
在這項(xiàng)工作中，研究人員使用了一種稱為“浮塊法”的特定量子蒙特卡羅方法來計(jì)算對(duì)應(yīng)于兩個(gè)不同哈密頓量的原子核以及它們?nèi)绾沃丿B。哈密??頓量是量子系統(tǒng)能量的數(shù)學(xué)描述。該研究發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上。
研究哈密頓量可以讓科學(xué)家了解量子系統(tǒng)如何隨時(shí)間變化。浮塊方法使得以前大型量子系統(tǒng)不可能進(jìn)行的計(jì)算成為可能。
浮塊方法允許研究人員使用量子蒙特卡羅模擬為量子系統(tǒng)構(gòu)建快速、準(zhǔn)確的模擬器。它的工作原理是計(jì)算幾個(gè)不同的特定參數(shù)值(定義量子系統(tǒng)的值)的數(shù)據(jù)。
這些基線數(shù)據(jù)使研究人員能夠創(chuàng)建一個(gè)模擬器，該模擬器將準(zhǔn)確預(yù)測(cè)特定范圍內(nèi)所有參數(shù)值的結(jié)果。浮塊法和量子蒙特卡羅模擬的使用具有許多潛在的應(yīng)用。例如，它可以幫助科學(xué)家進(jìn)行量子計(jì)算。
來自于利希研究中心、波恩大學(xué)和密歇根州立大學(xué)稀有同位素束設(shè)施的研究人員使用浮塊法，通過量子蒙特卡羅計(jì)算來計(jì)算不同哈密頓量的能態(tài)之間的重疊。
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