Code-04 Alea HOWTO

ALEA ライブラリ

Alea ライブラリを使うと、次のことができます。

• モンテカルロ測定を行う
• ビニング解析（ジャックナイフ解析）によって誤差と自己相関時間を計算する
• 測定値の関数の平均値と誤差を計算する

モンテカルロ測定

C++ のコードに ALEA ライブラリを取り込むには、次のようにします。

#include <alps/alea.h>

まず、観測量を作成する必要があります。

alps::RealObservable obs_a("observable a");

ここで、コンストラクタの引数は観測量の名前を表します。測定値は “«” 演算子を使って観測量に簡単に追加できます。例えば

obs_a << 1.2;

は、数値 1.2 を観測量 obs_a に追加します。

どのモンテカルロシミュレーションにも熱化が必要です。一定数の熱化ステップの後、次のようにして観測量をリセットする必要があります。

obs_a.reset(true);

観測量の出力は、次のように簡単に行えます。

std::cout << obs_a;

完全なプログラム例を以下に示します。

#include <iostream>
#include <alps/alea.h>
#include <boost/random.hpp> 

int main()
{
    //DEFINE RANDOM NUMBER GENERATOR
    typedef boost::minstd_rand0 random_base_type;
    typedef boost::uniform_01<random_base_type> random_type;
    random_base_type random_int;
    random_type random(random_int);

    //DEFINE OBSERVABLE
    alps::RealObservable obs_a("observable a");

    //ADD 1000 MEASUREMENTS TO THE OBSERVABLE
    for(int i = 0; i < 1000; ++i){ 
        obs_a << random();
    }

    //RESET OBSERVABLES (THERMALIZATION FINISHED)
    obs_a.reset(true);

    //ADD 10000 MEASUREMENTS TO THE OBSERVABLE
    for(int i = 0; i < 10000; ++i){
        obs_a << random();
    }

    //OUTPUT OBSERVABLE
    std::cout << obs_a;       
}

観測量の関数

観測量の関数を評価することもできます。まず、測定値を含む観測量から、観測量の評価器（evaluator）を作成する必要があります。例えば、obs_a と obs_b に測定値を追加してあり、obs_c = obs_a/obs_b を計算したいとします。これは次のように行えます。

alps::RealObsevaluator obseval_a(obs_a);
alps::RealObsevaluator obseval_b(obs_b);
alps::RealObsevaluator obseval_c;
obseval_c = obseval_b / obseval_a;
std::cout << obseval_c;

簡単なプログラム例は、ALPS のソースディレクトリの “test/alea” にもあります。