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HPhi++ とは？

並列計算機に対応した数値厳密対角化法による有効模型ソルバーパッケージ。 広汎な多体量子系の有効模型(多軌道ハバード模型、ハイゼンベルグ模型、近藤格子模型など) の基底状態及び低励起状態の波動関数を並列計算によって求められます。 ランチョス法による基底状態計算、 熱的純粋量子状態を利用した比熱・帯磁率の温度依存性計算が可能です。 さらに、ver.2.0より数値ライブラリKωが接続され、 先端的数理アルゴリズム(シフト型クリロフ部分空間理論)による動的グリーン関数の計算が可能となっています。

ライセンス

本ソフトウェアのプログラムパッケージおよびソースコード一式は GNU General Public License version 3（GPL v3）に準じて配布されています。

HPhi++ (hphi)を引用する際には、以下の文献を引用してください。

Mitsuaki Kawamura, Kazuyoshi Yoshimi, Takahiro Misawa, Youhei Yamaji, Synge Todo, and Naoki Kawashima

Comp. Phys. Commun. 217 (2017) 180-192.

コピーライト

© 2015- The University of Tokyo. All rights reserved.

本ソフトウェアは2015, 2016, 2017年度 東京大学物性研究所 ソフトウェア高度化プロジェクトの支援を受け開発されており、その著作権は東京大学が所持しています。

ダウンロード

HPhi++ のソースコードは GitHub page or release page からダウンロードできます。

Contents

• 1. What is HPhi++?
  • 1.1. HPhi++ とは？
    • 1.1.1. ライセンス
    • 1.1.2. コピーライト
    • 1.1.3. 開発貢献者
• 2. How to use HPhi++
  • 2.1. 要件
  • 2.2. インストール方法
  • 2.3. ディレクトリ構成
  • 2.4. 基本的な使い方
    • 2.4.1. スタンダードモード
    • 2.4.2. エキスパートモード
    • 2.4.3. プロセス数の設定
    • 2.4.4. バージョン番号の確認
• 3. チュートリアル
  • 3.1. スタンダードモード
    • 3.1.1. Heisenberg模型
    • 3.1.2. その他の系でのチュートリアル
  • 3.2. エキスパートモード
    • 3.2.1. 入力ファイルリストファイル
    • 3.2.2. 基本パラメータの指定
    • 3.2.3. Hamiltonianの指定
    • 3.2.4. 出力ファイルの指定
    • 3.2.5. 計算の実行
  • 3.3. 相関関数のフーリエ変換
• 4. ファイルフォーマット
  • 4.1. スタンダードモード用入力ファイル
    • 4.1.1. 計算の種類に関する必須パラメーター
    • 4.1.2. 格子に関するパラメーター
    • 4.1.3. 保存量に関するパラメーター
    • 4.1.4. ハミルトニアンの各項の係数
    • 4.1.5. 計算条件のパラメーター
    • 4.1.6. 動的グリーン関数の計算に関するパラメーター
    • 4.1.7. 実時間発展計算に関するパラメーター
  • 4.2. エキスパートモード用入力ファイル
    • 4.2.1. 入力ファイル指定用ファイル
    • 4.2.2. CalcModファイル
    • 4.2.3. ModParaファイル
    • 4.2.4. LocSpin指定ファイル
    • 4.2.5. Trans指定ファイル
    • 4.2.6. InterAll指定ファイル
    • 4.2.7. CoulombIntra指定ファイル
    • 4.2.8. CoulombInter指定ファイル
    • 4.2.9. Hund指定ファイル
    • 4.2.10. PairHop指定ファイル
    • 4.2.11. Exchange指定ファイル
    • 4.2.12. Ising指定ファイル
    • 4.2.13. PairLift指定ファイル
    • 4.2.14. OneBodyG指定ファイル
    • 4.2.15. TwoBodyG指定ファイル
    • 4.2.16. SingleExcitation指定ファイル
    • 4.2.17. PairExcitation指定ファイル
    • 4.2.18. SpectrumVec指定ファイル
    • 4.2.19. OneBodyTE指定ファイル
    • 4.2.20. TwoBodyTE指定ファイル
  • 4.3. 出力ファイル
    • 4.3.1. CHECK_Chemi.dat
    • 4.3.2. CHECK_InterAll.dat
    • 4.3.3. CHECK_CoulombIntra.dat
    • 4.3.4. CHECK_Hund.dat
    • 4.3.5. CHECK_INTER_U.dat
    • 4.3.6. CHECK_Memory.dat
    • 4.3.7. WarningOnTransfer.dat
    • 4.3.8. CalcTimer.dat
    • 4.3.9. TimeKeeper.dat
    • 4.3.10. sz_TimeKeeper.dat
    • 4.3.11. Time_CG_EigenVector.dat
    • 4.3.12. energy.dat
    • 4.3.13. Lanczos_Step.dat
    • 4.3.14. Time_TPQ_Step.dat
    • 4.3.15. Norm_rand.dat
    • 4.3.16. SS_rand.dat
    • 4.3.17. Flct_rand.dat
    • 4.3.18. Time_TE_Step.dat
    • 4.3.19. Norm.dat
    • 4.3.20. SS.dat
    • 4.3.21. Flct.dat
    • 4.3.22. Eigenvalue.dat
    • 4.3.23. phys.dat
    • 4.3.24. ham.dat
    • 4.3.25. cisajs.dat
    • 4.3.26. cisajscktalt.dat
    • 4.3.27. eigenvec.dat
    • 4.3.28. tmpvec.dat
    • 4.3.29. DynamicalGreen.dat
    • 4.3.30. recalcvec.dat
    • 4.3.31. TMcomponents.dat
    • 4.3.32. excitedvec.dat
  • 4.4. エラーメッセージ一覧
• 5. アルゴリズム
  • 5.1. Lanczos法
    • 5.1.1. 手法概要
    • 5.1.2. 逆反復法
    • 5.1.3. 実際の実装について
  • 5.2. 完全対角化
    • 5.2.1. 手法概要
    • 5.2.2. 有限温度物理量の計算
  • 5.3. 熱的純粋量子状態による有限温度計算
    • 5.3.1. 実際の実装について
  • 5.4. 動的グリーン関数
  • 5.5. 実時間発展
  • 5.6. Bogoliubov表現
• 6. Calculation of physical quantities
  • 6.1. Calculation of specific heat
  • 6.2. Calculation of spectrum function
  • 6.3. Calculation of magnetization curve
• 7. 相関関数のFourier変換ユーティリティー
  • 7.1. 概要
    • 7.1.1. 要件
    • 7.1.2. 対応する量
  • 7.2. 静的相関関数についてのチュートリアル
    • 7.2.1. HPhi++/vmc.out の実行
    • 7.2.2. 相関関数のフーリエ変換
    • 7.2.3. 相関関数のプロット
  • 7.3. 動的相関関数についてのチュートリアル
    • 7.3.1. HPhi++の実行
    • 7.3.2. 相関関数のフーリエ変換
    • 7.3.3. 相関関数のプロット
  • 7.4. ファイルフォーマット
    • 7.4.1. サイトの位置と軌道のインデックス, k 点
    • 7.4.2. サイト表示の1体および2体相関関数
    • 7.4.3. k パス上での相関関数
    • 7.4.4. gnuplot スクリプト
    • 7.4.5. 運動量分布関数の等値面をプロットするためのFermiSurferファイル
  • 7.5. greenr2k ユーティリティの動作について
    • 7.5.1. HPhi++-TPQ
    • 7.5.2. HPhi++-全対角化およびLOBCG
    • 7.5.3. mVMC
  • 7.6. dynamicalr2k ユーティリティの動作について
  • 7.7. Contact
• 8. Wannier関数を用いたダウンフォールディング
  • 8.1. 概要
    • 8.1.1. 要件
  • 8.2. チュートリアル
    • 8.2.1. 電荷密度のSCF計算
    • 8.2.2. (Optional) バンド計算と描画
    • 8.2.3. Kohn-Sham軌道の計算
    • 8.2.4. Wannier関数, 誘電関数, 有効相互作用の計算
    • 8.2.5. HPhi++/mVMCによるモデル計算
  • 8.3. スタンダードモードの入力パラメーター
  • 8.4. ファイルフォーマット
    • 8.4.1. ジオメトリー
    • 8.4.2. ホッピング, Coulomb積分, 交換積分
  • 8.5. Contact
• 9. 謝辞