ความสับสนเกี่ยวกับ Quantum Monte Carlo


10

คำถามของฉันเกี่ยวกับการแยกสิ่งที่สังเกตได้จากวิธีการ QMC ตามที่อธิบายไว้ในข้อมูลอ้างอิงนี้

ฉันเข้าใจถึงวิธีการ QMC ต่างๆอย่างเป็นทางการเช่น Path Integral Monte Carlo อย่างไรก็ตามในตอนท้ายของวันฉันยังคงสับสนเกี่ยวกับวิธีการใช้เทคนิคเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพ

แนวคิดพื้นฐานของการได้มาของวิธีการควอนตัม MC คือการแยกแยะโดยใช้การประมาณทร็อตเตอร์ตัวดำเนินการซึ่งอาจเป็นเมทริกซ์ความหนาแน่นหรือตัวดำเนินการวิวัฒนาการเวลาของระบบควอนตัม จากนั้นเราจะได้รับระบบแบบคลาสสิกที่มีมิติเพิ่มเติมซึ่งอาจได้รับการปฏิบัติด้วยวิธีการ MC

ระบุว่าเราสามารถตีความในผู้ประกอบการที่ควอนตัมอี- β Hทั้งอุณหภูมิผกผันและเวลาจินตนาการจุดมุ่งหมายของกลไกเหล่านี้ควรจะมีการคำนวณโดยประมาณของผู้ประกอบการนี้ ที่จริงถ้าเราจะวัดปริมาณโดยตรงจากการกำหนดค่าต่างๆที่สุ่มตัวอย่างตามการจำลองในกรณี "อุณหภูมิผกผัน" เราจะมีตัวอย่างที่เคารพความหนาแน่นของความน่าจะเป็นตามβ / Mโดยที่MβeβH^β/MMคือจำนวนขั้นตอนที่ไม่ต่อเนื่องที่นำมาใช้ในการย่อยสลาย Trotter ในกรณี "เวลาในจินตนาการ" เราจะได้รับตัวอย่างในขั้นตอนเวลาที่ไม่ต่อเนื่องต่าง ๆ ดังนั้นจึงได้รับค่าเฉลี่ยตลอดเวลาเช่นกัน นอกจากนี้เรายังจะไม่ได้รับปริมาณเช่นในเวลาที่กำหนดทีมีบางผู้ประกอบการที่สังเกตได้ψt|A^|ψttA^

อย่างไรก็ตามในความคิดของฉันปริมาณที่เราตัวอย่างโดยตรงจากแบบจำลองนี้ (นำมาจาก (5.34) ของเอกสารหน้า 35):

O¯O^(X)1N!PO(X)π(X,P)dX

ไม่สามารถเป็นปริมาณที่เกี่ยวข้องกับระบบควอนตัมได้รับมิติเพิ่มเติม แต่ปริมาณควอนตัมที่ถูกต้องสามารถคำนวณได้ผ่านสูตรเช่น (5.35) ซึ่งมีในทุกตัวอย่างทั้งห่วงโซ่ของการจำลองการกำหนดค่า :M

EthN=d2τm2(τ)2MNj=1M(RjRj+1)2+1MNj=1MV(Rj)

ฉันถูกต้องไหมที่ต้องใช้ชุดการจำลอง QMC เพื่อแยกข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับสิ่งที่สังเกตได้


โดยที่ฉันเข้าใจคุณอย่างถูกต้องมันทำให้ฉันรู้สึกว่าทั้งสองวิธีนั้นเทียบเท่ากันหากระบบเป็นอัตลักษณ์
Daniel Shapero

@DanielShapero คุณหมายความว่าอย่างไรกับความเท่าเทียม
Pippo

ฉันเพิ่งไปตามเส้นทางอินทิกรัลมอนติคาร์โลและคุณควรเพิกเฉยต่อสิ่งที่ฉันพูดมันไม่เกี่ยวข้อง
Daniel Shapero

ฉันไม่คิดว่ามีข้อสงสัยเกี่ยวกับ Quantum Monte Carlo; เป็นที่เข้าใจกันดีและได้รับการสนับสนุนตามหลักเหตุผลอย่างเข้มงวด ...
Nick

คุณหมายถึงอะไรโดย ? βเป็นตัวเลขและถ้าMเป็นแบบแยกส่วนอย่างที่คุณพูดมันเป็นเซต คือMตั้งใจจะให้เป็นจำนวน Trotter หรือไม่ β/MβMM
ด่าน

คำตอบ:


2

คำถามของคุณมีความสับสนมากมาย ที่สำคัญที่สุดสำหรับฉันคือคุณพลาดที่ QMC "ไร้เดียงสา" ซึ่งเป็นการคำนวณแบบบูรณาการของ Monte-Carlo ในวิธีการแปรปรวนบางอย่างและการแพร่กระจาย Monte-Carlo เป็นวิธีการที่แตกต่างกันด้วยการโต้แย้งที่แตกต่างกัน

อย่างไรก็ตามประเด็นหลักนั้นเกี่ยวกับเวลาในจินตนาการ ในการแพร่กระจายมอนติคาร์โลจินตภาพเวลาคือกลอุบายในการแปลงสมการชโรดิงเงอร์ที่ไม่ขึ้นกับเวลาเป็นสมการการแพร่กระจายที่ขึ้นอยู่กับเวลาเหมือนกันซึ่งการแก้ปัญหาในขีด จำกัด "เวลา" ไม่มีที่สิ้นสุดนั้น แค่นั้นแหละ. เวลาใน DQMC ไม่ใช่ของจริง

คำอธิบายที่ดีค่อนข้างง่าย แต่จะได้รับในความคิดเห็นของฟิสิกส์สมัยใหม่, 73, 33 (2001)

ป.ล. วิธีการที่คุณหมายถึง "Trotter ประมาณ" ในคำถามของคุณ?


ฉันไม่คิดว่าจะมีความสับสนนี้เป็นคำถามของฉันเพราะฉันไม่เคยอ้างถึง Diffusion MC ซึ่งความคิดแตกต่างกันแม้ว่ามันจะเริ่มจากการแยกความหนาแน่นของตัวดำเนินการความหนาแน่น / เวลา - วิวัฒนาการ (แต่จบลงด้วยการตีความที่แตกต่างกันของ มัน).
Pippo

eβH^eτH^eτH^...eτH^τβ/M

Btw, ในตอนท้ายฉันได้แก้ไขปัญหาของฉันถามโดยตรงกับอาจารย์ในตอนท้ายของการสอบ (ซึ่งทำได้ดีมาก: D) และใช่เราไม่สามารถเชื่อมโยงปริมาณที่จำลองได้กับปริมาณที่ต้องการ
Pippo

@Pippo ดังนั้นสิ่งที่คุณหมายถึงคือ Path-Integral Monte Carlo ฉันยังไม่เห็นคุณพูดถึงสิ่งนี้ในคำถามของคุณ
Misha

บรรทัดที่สอง: "ฉันเข้าใจวิธีการ QMC ต่างๆอย่างเป็นทางการเช่น Path Integral Monte Carlo" ;)
Pippo

0

คุณถูกที่คนใช้เทคนิค monte carlo ในการคำนวณค่าเฉลี่ยทางสถิติ (ตรงข้ามกับข้อมูลที่แก้ไขเวลา) ตลอดเวลา ไม่จำเป็นว่าเป็นสิ่งที่ควรคำนวณ: ขึ้นอยู่กับประเภทของข้อมูลที่คุณต้องการ บางทีคุณอาจมีการบังคับจากภายนอกขึ้นอยู่กับเวลาและต้องการดูว่าระบบวิวัฒนาการในการตอบสนองอย่างไร


ขอบคุณสำหรับการตอบ ฉันจะพยายามให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่ฉันขอ เพื่อให้เข้าใจตัวเองมากขึ้นฉันจะอ้างถึงงานนี้ที่ฉันพบในอินเทอร์เน็ต: itp.phys.ethz.ch/education/fs12/cqp/chapter05.pdf
Pippo

แนวคิดพื้นฐานของการได้มาของวิธีการควอนตัม MC คือการแยกแยะโดยใช้การประมาณทร็อตเตอร์ตัวดำเนินการซึ่งอาจเป็นเมทริกซ์ความหนาแน่นหรือตัวดำเนินการวิวัฒนาการเวลาของระบบควอนตัม ด้วยวิธีนี้เราได้รับระบบคลาสสิกที่มีมิติเพิ่มเติมซึ่งอาจได้รับการปฏิบัติด้วยวิธีการ MC
Pippo

M

ที่นี่คำถามของฉัน: ฉันถูกกับการตีความของฉันของวิธีการ Quantum Monte Carlo?
Pippo

ฉันจะแก้ไขคำถามเดิมของฉันด้วย
Pippo
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.