FOR 1807:  Numerische Methoden für stark korrelierte Quantensysteme

• Fachliche Zuordnung: Physik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207383564

Starke Korrelationseffekte in quantenmechanischen Vielteilchensystemen erlangen eine zunehmende Bedeutung für die Beschreibung von Phänomenen in der Materialphysik, Nanotechnologie und in Experimenten mit ultrakalten Atomen. Signifikante methodische Fortschritte auf dem Gebiet der Numerischen Simulation erlauben die exakte Untersuchung von entsprechenden theoretischen Modellen. Wichtige Beispiele für solche Methoden sind Quanten-Monte-Carlo-Methoden, die Dichtematrixrenormierungsgruppe und ihre Erweiterungen sowie selbstkonsistente, dynamische Clustermethoden. Diese Forschergruppe soll ein kohärentes Netzwerk von Forscherinnen und Forschern in Deutschland, Österreich und der Schweiz etablieren, die wesentlich zu den methodischen Entwicklungen beigetragen haben, um Wissen und Ideen auszutauschen und effiziente Algorithmen für die nächste Generation von Hochleistungsrechnern zu entwickeln. Diese Bestrebungen bieten die Aussicht auf signifikante Fortschritte bei zentralen Fragestellungen auf dem Gebiet der korrelierten Quantensysteme, z.B. bei frustriertem Magnetismus, dotierten Mottisolatoren, korrelierten Bosonen und gekoppelten Fermion-Boson-Systemen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Großbritannien, Österreich, Schweiz

Projekte

• Action-based quantum Monte Carlo approach to fermion-boson lattice models (Antragsteller Assaad, Fakher Fakhry )
• Action-based quantum Monte Carlo approach to fermion-boson lattice models (Antragsteller Hohenadler, Martin )
• Cluster methods for spin systems (Antragsteller Manmana, Salvatore R. )
• Dichtematrix-Renormierungsgruppe im Hybrid-Impulsraum (Antragsteller Noack, Reinhard M. )
• Dynamische Größen bei endlicher Temperatur mittels Matrix-Produktzuständen und Clusterzugängen (Antragstellerinnen / Antragsteller Daghofer, Maria ;  Manmana, Salvatore R. ;  Pruschke, Thomas )
• Effiziente Zeitentwicklung von Quantenvielteilchensystemen in 2D mit Matrix-Produkt-Zuständen (Antragsteller Pollmann, Frank )
• Exact diagonalization at the petaflop scale (Antragsteller Läuchli, Andreas M. )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Assaad, Fakher Fakhry )
• Matrixproduktzustandsbasierte Impurity-Solver (Antragsteller Schollwöck, Ulrich )
• Spindynamik exotischer Quantenmagnete (Antragsteller Wessel, Ph.D., Stefan )
• Tensor network algorithms for two-dimensional strongly correlated lattice systems (Antragsteller Troyer, Matthias )
• Ultrakalte bosonische Gase in optischen Resonatoren (Antragstellerin Kollath, Corinna )
• Verschränkungsentropie und Verschränkungsspektren von wechselwirkenden Fermionen aus Quanten Monte Carlo Simulationen (Antragsteller Assaad, Fakher Fakhry )
• Wellenfunktionsbasierte numerische Methoden für Systeme mit Elektron-Phonon-Kopplung (Antragsteller Heidrich-Meisner, Fabian ;  Jeckelmann, Eric )
• Wirkungsbasierte Quanten-Monte-Carlo Methoden für Fermion-Boson Gittermodelle (Antragsteller Hohenadler, Martin )

• Sprecher: Professor Dr. Fakher Fakhry Assaad
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Reinhard M. Noack