Controlling the sign problem in finite-density quantum field theory
Controlling the sign problem in finite-density quantum field theory
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控制有限密度量子场论中的符号问题
DOI：
10.1140/epjc/s10052-017-5039-7
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Garron N
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Garron N
有限物质密度下的量子场论通常具有一个配分函数，与相淬灭模拟相比，该配分函数随体积呈指数抑制。这种小是由于费米子行列式的相位几乎均匀分布而产生的。积分时的大量抵消是信噪比较差的根源。我们研究了这种积分的三种替代方案：高斯近似、“电报”近似以及理论依赖矩和通用系数的新颖扩展。我们已经在重夸克的有限密度下测试了 QCD 方法。我们发现，对于其中两个近似值，结果与强符号问题体系中的完整答案非常接近（即使不相同）。
Quantum field theories at finite matter densities generically possess a partition function that is exponentially suppressed with the volume compared to that of the phase quenched analog. The smallness arises from an almost uniform distribution for the phase of the fermion determinant. Large cancellations upon integration is the origin of a poor signal to noise ratio. We study three alternatives for this integration: the Gaussian approximation, the “telegraphic” approximation, and a novel expansion in terms of theory-dependent moments and universal coefficients. We have tested the methods for QCD at finite densities of heavy quarks. We find that for two of the approximations the results are extremely close—if not identical—to the full answer in the strong sign-problem regime.
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