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ALPS

  • 公開度:3 ★★★
  • ドキュメント充実度:3 ★★★

磁性体や相互作用電子系などの強相関格子模型を取り扱う数値計算ライブラリ。モンテカルロ法、厳密対角化法、密度行列繰り込み群などの代表的な強相関系ソルバーが利用できる。相互作用スピン系の比熱・帯磁率や磁化過程、強相関電子系の状態密度計算などを行うことができる。高効率の並列計算用スケジューラも整備されている。

※サーバーメンテナンスにより、関連リンクを一時的に修正しています。

ALPSチュートリアル

強相関量子格子模型のためのオープンソースソフトウェア

簡易チュートリアル

ALPSのダウンロードから簡単な例での試計算までのフローを、詳細チュートリアルからの抜粋により説明します。なお、ALPSはMateriApps LIVE! にプリインストールされています。MateriApps LIVE!を利用することで、ダウンロード・インストール作業することなくALPSを試すことが可能です。

1. ALPSのダウンロード

はじめにALPS をダウンロードします(ダウンロードはこちら から)。

ALPSのインストール

次にALPSのインストールに関して説明します。ALPS 2 をインストールするには、バイナリパッケージをダウンロードして実行する方法と、ソースコードをダウンロードして自分でビルドする方法の二通りあります。以下のページを参照し、それぞれインストールしてください。

    • バイナリパッケージによるインストール
    • ソースコードのビルド

(注) ALPSをインストールする前に、以前にインストールした ALPSを完全に消去してください。

  1. 実際に使ってみる

ALPSでは入力ファイルを編集することで、様々な手法で古典/量子スピン系の模型や電子系の模型が計算できます。またPythonを利用することで、簡単に計算を制御することもできます。Pythonのご利用に関してはALPS講習会を参照ください。

(1) 1次元古典ハイゼンベルグモデルの磁化率
最初に、最も簡単な例として、1次元古典ハイゼンベルグモデルの磁化率を、古典モンテカルロ法によって計算する方法を説明します。Pythonスクリプトを利用する方法を以下のページにまとめました。

  • Pythonを使用した計算の実行

得られた結果をプロットする方法は下記のページを参照に行うことが出来ます。

  • シミュレーションの評価とPythonを使ったプロット

(2) 1次元量子ハイゼンベルグモデルの磁化率
次に、1次元量子ハイゼンベルグモデルの磁化率を、量子モンテカルロ法によって計算する方法を説明します。量子モデルによる計算では、計算モデルにALPSライブラリ(ALPS looper QMCコード)を使用します(量子モデルでは負符号問題に注意してください)。本計算でも、Pythonスクリプトを利用し計算することが出来ます。詳細は、以下のページにまとめてあります。

  • Pythonを使用した計算の実行 

 

得られた結果のプロットは(1)と同じように行うことが出来ます。詳細は下記のページを参照してください。

  • シミュレーションの評価とPython, Vistrailsを使ったプロット方法

以上で、簡易チュートリアルは終了です。
ALPSでは、モンテカルロシミュレーション、厳密対角化、密度行列繰り込み群 (DMRG)、動的平均場 (DMFT)、Time-Evolving Block Decimation (TEBD)に関する計算が可能です。詳細チュートリアルには、上記の手法を用いたサンプル例が用意してあります。興味を持たれた方はぜひご利用ください。

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