情報理論を用いた精度保証付き解析接続手法の確立

有効模型の解析を行う強力な手法の一つである量子モンテカルロ法では,磁化率や比熱などの静的物理量に関する実験との詳細比較が可能である一方、電子状態を知るためのスペクトル解析などの動的物理量に関しては、高精度な解析接続を可能とする決定的手法がないため、実験との詳細な比較は難しい状況にある。解析接続結果の精度を定量化し信頼性を評価することで、精度保証された理論計算と実験との比較を実現し,高精度な予測が可能な機能物質設計ツール構築に向けた技術基盤を確立することが本研究の目的である。この目的の遂行に向けて、昨年度はDSQSS, DCoreが様々な環境で利用できるよう、MateriApps Installerの整備を実施した。今年度は、MateriApps Installerおよび関連ツールであるMateriApps LIVE!に関する論文をSoftwareX誌に投稿し出版した。また、量子モンテカルロソルバーDCoreとスパースモデリングを用いた解析ツールSpMの連携機能を強化し、円滑に解析接続を行えるようにした。これにより、現実の模型で対象とする場合が多い多軌道模型での検証が行いやすくなり、多軌道模型でのスパースモデリングを活用した解析接続手法について検証を推進することができた。その結果、多軌道系でのスペクトルが自然となるような拘束条件を課した上で、本手法を適用した場合によく使用される解析接続手法であるPade近似を適用する場合よりも高精度な解析接続が得られることを示し、日本物理学会においてその成果を発表した。

有効模型の解析を行う強力な手法の一つである量子モンテカルロ法では,磁化率や比熱などの静的物理量に関する実験との詳細比較が可能である一方、電子状態を知るためのスペクトル解析などの動的物理量に関しては、高精度な解析接続を可能とする決定的手法がないため、実験との詳細な比較は難しい状況にある。解析接続結果の精度を定量化し信頼性を評価することで、精度保証された理論計算と実験との比較を実現し,高精度な予測が可能な機能物質設計ツール構築に向けた技術基盤を確立することが本研究の目的である。この目的の遂行に向けて、昨年度はDSQSS, DCoreが様々な環境で利用できるよう、MateriApps Installerの整備を実施した。今年度は、MateriApps Installerおよび関連ツールであるMateriApps LIVE!に関する論文をSoftwareX誌に投稿し出版した。また、量子モンテカルロソルバーDCoreとスパースモデリングを用いた解析ツールSpMの連携機能を強化し、円滑に解析接続を行えるようにした。これにより、現実の模型で対象とする場合が多い多軌道模型での検証が行いやすくなり、多軌道模型でのスパースモデリングを活用した解析接続手法について検証を推進することができた。その結果、多軌道系でのスペクトルが自然となるような拘束条件を課した上で、本手法を適用した場合によく使用される解析接続手法であるPade近似を適用する場合よりも高精度な解析接続が得られることを示し、日本物理学会においてその成果を発表した。