ALPS 2 Tutorials:Monte Carlo Point/ja

この節では、チュートリアルM01-M08で説明したALPSの基本的な使用方法の要点をまとめます。

コマンドラインでの実行

モンテカルロシミュレーションに用いる主なALPSの計算パラメータを以下にまとめます。

MODEL

計算に用いる格子モデルを指定します。

• Ising
• Heisenberg
• Spin
• boson Hubbard

モデルの指定では、スピンモデルとして、S=1/2、S=1、h=0.5や、bosonモデルとしてt=1.5、mu=0.5といった指定が可能です。

UPDATE

更新の種類を指定します。

• local
• cluster

LATTICE

次元、範囲、単位セルが指定された格子名を指定します。

• "square lattice"
• "chain lattice"
• "ladder"
• "coupled ladders"

ALGORITHM

アルゴリズムの選択をします。

• loop

looperコードはアルゴリズムを選択するALGORITHMパラメータの設定が必要です。

QMCコードでStochastic Series Expansion (SSE)を使用する場合は、次のように設定してください。

REPRESENTATION="SSE";

SWEEP

モンテカルロステップ数 (熱力学的平衡後)

THERMALIZATION

熱力学的平衡計算のモンテカルロステップ数

物理量の計算の指定

デフォルト設定で計算される物理量に加え、ユーザーが任意に加えることができます。以下のように指定します。 "Correlations"と"Structure Factor"を解析値を計算し、出力します。

MEASURE[Correlations]=true;
MEASURE[Structure Factor]=true;

Pythonを用いた実行

Pythonを利用したALPSの実行方法は、基本的に次のようにシミュレーションの手順を記述したpythonスクリプトをalpspythonで実行します。

$ alpspython alps_sample.py

チュートリアルでは、様々なMCシミュレーションのpythonスクリプトを用意しています。コマンドラインでの実行方法と比較しながら理解を深めてください。

Vistrailsを用いた実行

ALPSはVistrailsを利用した実行方法にも対応しています。Vistrailsに対応できるようにビルドされたALPSパッケージでは、次のコマンドでVistrailsを呼び出します。

$ vispython

pythonと同様に、Vistrails用の様々なチュートリアルが用意してあります。各チュートリアルを参照してください。

（pythonスクリプトにも言えることですが、実際のスクリプトを見た方が理解しやすいと思います。）

各チュートリアルのまとめ

ここでは、MC-01~08の各チュートリアルに関する情報をまとめてあります。各チュートリアルの索引として参考としてください。

古典モンテカルロシミュレーションと自己相関:MC-01

model name	File	Command	Anal_Command	Python File	Vistrails File	Work Flow
ローカルアップデート	parm1a	spinmc	spinmc_evaluate	tutorial1a.py	mc-01-autocorrelations.vt	local updates
クラスターアップデート	parm1b	spinmc	spinmc_evaluate	tutorial1a.py	mc-01-autocorrelations.vt	cluster updates

古典MC、looperQMCコードによる磁化率の計算:MC-02

model name	File	Command	Anal_Command	Python File	Vistrails File	Work Flow
1次元古典ハイゼンベルグ鎖	parm2a	spinmc	spinmc_evaluate	tutorial2a.py	mc-02-susceptibilities.vt	Classical Heisenberg chain
1次元古典ハイゼンベルグ梯子	parm2b	spinmc	spinmc_evaluate	tutorial2b.py	mc-02-susceptibilities.vt	Classical Heisenberg ladder
1次元量子ハイゼンベルグ鎖	parm2c	loop		tutorial2c.py	mc-02-susceptibilities.vt	chain magnetization
1次元量子ハイゼンベルグ梯子	parm2d	loop		tutorial2d.py	mc-02-susceptibilities.vt	ladder magnetization
4つの系をまとめて実行				tutorial2full.py	mc-02-susceptibilities.vt	all combined

有向ループQMCコードによる磁化曲線の計算:MC-03

model name	File	Command	Anal_Command	Python File	Vistrails File	Work Flow
磁場中の1次元ハイゼンベルグ鎖	parm3a	dirloop_sse	dirloop_sse_evaluate	tutorial3a.py	mc-03-magnetization.vt	Quantum Heisenberg chain
磁場中での1次元ハイゼンベルグ梯子	parm3b	dirloop_sse	dirloop_sse_evaluate	tutorial3b.py	mc-03-magnetization.vt	Quantum Heisenberg ladder
2つの系をまとめて実行				tutorial3full.py	mc-03-magnetization.vt	all combined

QMCコードによるユーザ定義計算:MC-04

model name	File	Command	Anal_Command	Python File	Vistrails File	Work Flow
二次元ハイゼンベルグ正方格子	parm4	dirloop_sse	dirloop_sse_evaluate	tutorial4.py	mc-04-measurements.vt

ワームQMCコードによるBose-Hubbardモデルのシミュレーション:MC-05

model name	File	Command	Anal_Command	Python File	Vistrails File	Work Flow
Bose-Hubbardモデルでの超流動密度	parm5a	worm	worm_evaluate	tutorial5a.py	mc-05-boson.vt	L=4
モット絶縁体から超流動体への相転移	parm5b	worm	worm_evaluate	tutorial5b.py	mc-05-boson.vt	scaling plot

拡張アンサンブル計算 (Wang-Landau)量子Heisenbergスピン鎖の熱力学的特性:MC-06

model name	File	Command	Anal_Command	Python File	Vistrails File	Work Flow
反強磁性Heisenberg鎖 J＝-１	parm6a	qwl	qwl_evaluate	tutorial6a.py	mc-06-qwl.vt	Ferromagnetic chain
反強磁性Heisenberg鎖 J＝１	parm6b	qwl	qwl_evaluate	tutorial6b.py	mc-06-qwl.vt	Ferromagnetic chain
３次元量子ハイゼンベルグ反強磁性	parm6c	qwl	qwl_evaluate	tutorial6c.py	mc-06-qwl.vt	Ferromagnetic chain
臨界点を決めるための有限サイズスケール解析	parm6d	qwl	qwl_evaluate		mc-06-qwl.vt	Ferromagnetic chain

イジングモデルの相転移:MC-07

model name	File	Command	Anal_Command	Python File	Vistrails File	Work Flow
相転移のおおよその特定	parm7a	spinmc	spinmc_evaluate	tutorial7a.py	mc-07-tutorial.vt
有限サイズスケーリング法	parm7b	spinmc	spinmc_evaluate	tutorial7b.py	mc-07-tutorial.vt

量子スピンモデルの量子相転移:MC-08

model name	File	Command	Anal_Command	Python File	Vistrails File	Work Flow
相転移、臨界点の計算	parm8a,b,c,d	loop		tutorial8a,b,c,d.py	mc-08-quantum-phase-transition.vt