近日，中國人民大學物理學系魏建華、同寧華兩個計算物理研究組與中國科學技術(shù)大學嚴以京理論課物理研究組合作，發(fā)展了量子開放系統(tǒng)的線性響應理論，結(jié)合約化密度矩陣動力學理論提出了一套求解量子開放體系動力學量的新方法。該方法被國際同行評價為近十年來量子雜質(zhì)計算方法的重要進展之一。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于2012年12月出版的《物理評論快報》[Phys.?Rev.?Lett.?109,?266403?(2012)]上。
量子開放系統(tǒng)通常由一個“系統(tǒng)”和一個或多個與之耦合的“庫”組成。其中，“系統(tǒng)”自由度較少，而“庫”的自由度趨于無窮。目前，人們感興趣的量子開放系統(tǒng)一般具有較強的多體相互作用，如電子-電子關(guān)聯(lián)或電子-聲子耦合等。這種多體特性使得“系統(tǒng)”和“庫”之間存在較強的耦合，從而將整個開放系統(tǒng)的自由度擴展到了無窮，因而難以使用嚴格對角化等方法直接精確求解。
最近，魏建華研究組發(fā)展了量子開放系統(tǒng)的線性響應理論，并結(jié)合約化密度矩陣動力學（HEOM），發(fā)展了一套求解量子開放體系動力學量（如譜函數(shù)等）的新方法。魏建華組博士研究生李振華運用新的計算方法，精確求解了形式上最簡單的強關(guān)聯(lián)量子開放體系A(chǔ)nderson雜質(zhì)模型。新方法的求解精度與當前最準確的數(shù)值方法?數(shù)值重整化群方法相當，但比后者具有更加靈活的擴展性。具體計算結(jié)果表明：（1）新方法可以定量描述Anderson雜質(zhì)模型所包含的近藤物理，如近藤共振、費米液體行為、磁化率反常等；（2）新方法對單雜質(zhì)模型譜函數(shù)的求解精度和Wilson數(shù)值重整化群方法（NRG）相當，優(yōu)于量子蒙特卡羅方法（虛時格林函數(shù)的精度和量子蒙卡相當）和其他數(shù)值方法；（3）新方法在擴展性上優(yōu)于數(shù)值重整化群，可以在不降低精度的前提下推廣到多雜質(zhì)模型和多軌道模型。
該方法為凝聚態(tài)物理的多個領(lǐng)域提供了新的研究方法。例如，經(jīng)過簡單拓展后該方法可以研究多雜質(zhì)模型中豐富的相結(jié)構(gòu)以及它們之間的相轉(zhuǎn)變過程，求解強關(guān)聯(lián)格點模型（如5帶Hubbard模型等），描述重費米子體系等。此外，該方法還可以直接用于研究非平衡電子輸運過程中的電子-電子關(guān)聯(lián)效應等問題。
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? ? ?國家自然科 |
11074303,?11074302,?21103157 |
? ? ? 科技部 |
? ? ? 2012CB921704 |
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? ? ? ?學基金 |
21033008,?21233007 |
? ?人民大學 |
? ? ? ? ?11XNJ026 |
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