General Introduction

このセクションでは、ほとんどすべての ALPS アプリケーションに共通する仕組みを扱います：シミュレーションをどのように準備・実行・評価するか、入力ファイルの中で格子・模型・カスタム測定をどのように指定するか、そしてシミュレーションの対象となる物理に関わらず、どのアプリケーションにも共通するパラメータにはどのようなものがあるか、といった内容です。

ALPS を用いたシミュレーションの実行と評価

ALPS のスケジューラライブラリが、シミュレーションをジョブファイルとタスクファイルによってどのように整理するか、そしてあらゆる実行に共通する3つの段階――入力ファイルの準備、シミュレーションの実行、結果の評価――について説明します。コマンドラインを使う方法と Python を使う方法の両方を扱います。これらは同一の出力を生成し、自由に組み合わせて使うことができます。また、複数の乱数生成器を用いて結果を検証することの重要性についても触れます。

格子の定義

ALPS の入力ファイルにおいて格子やグラフをどのように指定するかを説明します。頂点と辺から成る単純なグラフから出発し、単位胞や並進対称性を持つ格子の構築、与えられた格子に対応するグラフの生成、独自の格子・グラフライブラリの作成、そして生成されたグラフが意図した通りになっているかの確認まで扱います。また、ALPS に組み込まれている格子ライブラリ（lib/xml/lattices.xml）や、よく使われる格子をまとめた参考図へのリンクも示します。

模型の定義

量子格子模型のヒルベルト空間とハミルトニアンを、ALPS の模型ライブラリ形式（lib/xml/models.xml）でどのように記述するかを説明します。単一サイトおよび格子全体（単位胞に複数のサイトを持つ場合も含む）のヒルベルト空間の定義方法、単純な演算子や複合的なサイト演算子・ボンド演算子の構築方法、そしてそれらを組み合わせて <SITETERM> や <BONDTERM> によるハミルトニアンの各項を作る方法を、スピン模型・ハードコアボソン模型・t-J 模型を例に解説します。

カスタム測定の定義

アプリケーションが標準で提供する測定だけでは不十分な場合に、入力パラメータファイルから直接測定を追加する方法を説明します。MEASURE_LOCAL、MEASURE_AVERAGE、MEASURE_CORRELATIONS、MEASURE_STRUCTURE_FACTOR の使い方を扱います。また、標準では対応していない非対角量や高次モーメント量を測定するための一般的な回避策――模型のサイト基底に演算子を追加する方法（例えば $\langle n_i^2\rangle$ を測定するために n2 を追加する）――についても紹介します。

共通パラメータ

ほとんどの ALPS アプリケーションに共通する入力パラメータの一覧です。LATTICE と MODEL（あるいはカスタムの GRAPH）の指定方法、T または BETA による温度の設定、SEED、RNG、SWEEPS、THERMALIZATION などのモンテカルロ制御パラメータ、そして CONSERVED_QUANTUMNUMBERS、TRANSLATION_SYMMETRY、TOTAL_MOMENTUM といった厳密対角化に固有のパラメータを扱います。