《張量網路態方法及其在量子自旋系統中的套用》是依託中國科學院大學，由蘇剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：張量網路態方法及其在量子自旋系統中的套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蘇剛
- 依託單位：中國科學院大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
張量網路態方法是目前研究量子多體關聯繫統最有潛力的計算方法，是凝聚態理論研究的重要內容之一，正處在快速發展之中。本項目擬開展張量網路態方法及其在量子自旋關聯繫統中的套用研究。在張量網路收縮子動力學理論的基礎上，發展出更高效的張量網路態算法，以能夠在更低的計算成本基礎上更好地考慮量子關聯繫統的非局域效應；基於虛時間掃描算法，發展出高效的、具有長有效演化時間的低維量子關聯繫統含時算法，並研究低維量子自旋體系的含時演化性質及變化規律；研究二維量子自旋關聯體系的新奇物態、拓撲及熱力學性質，探索這些系統中可能存在的量子相變或拓撲序，從微觀根源理解阻挫效應、拓撲結構以及不同相互作用的競爭對系統物性的影響。這項研究也會在量子計算和量子信息中有潛在的套用價值。
結題摘要
張量網路態方法是目前研究量子多體關聯繫統最有潛力的計算方法，是凝聚態理論研究的重要內容之一，處於快速發展中。本項目按照項目計畫書提出的研究內容，開展了張量網路態方法及其在若干量子自旋關聯繫統中的套用研究等。在我們前期提出的張量網路態方法基礎上，發展了針對kagome反鐵磁體等多種量子自旋關聯繫統的高精度數值計算方法，取得了一系列重要研究結果，解決了一些學術界長期爭議的問題。系統研究了自旋為1/2、1和3/2具有阻挫的kagome海森堡反鐵磁體的性質，發現基態各不相同，自旋1/2的基態是無能隙的量子自旋液體，磁化率和比熱在低溫下呈現代數行為，在基態附近會出現代數順磁液體（APL）的新量子物態；自旋1的基態是三聚合價鍵固體態 (SVBC)，破壞了空間反演對稱性，無磁性長程式；自旋為3/2的基態是具有120°自旋排列的磁有序態，任意有限溫度時該磁有序態消失，澄清了現存的實驗爭議。提出了一種八角籠目（octa-kagome）晶格，發現自旋1/2的octa-kagome海森堡反鐵磁體的基態是費米型的代數量子自旋液體，並與實驗組合作成功得到了具有octa-kagome晶格結構的層狀磁性化合物。發現了星形格點上自旋1/2具有阻挫的海森堡模型自旋為1的三聚化價鍵晶體基態。提出了通過改變邊界相互作用可以調控自旋1/2量子自旋鏈相圖的新機制。研究了六角晶格上海森堡反鐵磁體的新奇糾纏標度行為。利用連續虛時間的量子蒙特卡洛方法系統研究了存在外磁場時六角晶格上自旋1/2具有鐵磁-反鐵磁競爭相互作用海森堡磁體的基態和熱力學性質。提出基於張量網路態利用少體系統哈密頓量模擬高維無限大量子多體系統的有效方法。提出了研究二維量子系統臨界性的一種有效方案。這些結果對於研究和理解量子多體系統的演生現象具有重要的科學意義。
