TRIQS/CTHYB: A Continuous-Time Quantum Monte Carlo Hybridization Expansion Solver for Quantum Impurity Problems

We present TRIQS/CTHYB, a state-of-the art open-source implementation of the continuous-time hybridisation expansion quantum impurity solver of the TRIQS package. This code is mainly designed to be used with the TRIQS library in order to solve the self-consistent quantum impurity problem in a multi-orbital dynamical mean field theory approach to strongly-correlated electrons, in particular in the context of realistic calculations. It is implemented in C++ for efficiency and is provided with a high-level Python interface. The code is ships with a new partitioning algorithm that divides the local Hilbert space without any user knowledge of the symmetries and quantum numbers of the Hamiltonian. Furthermore, we implement higher-order configuration moves and show that such moves are necessary to ensure ergodicity of the Monte Carlo in common Hamiltonians even without symmetry-breaking.Comment: 19 pages, this is a companion article to that describing the TRIQS librar

TRIQS: A Toolbox for Research on Interacting Quantum Systems

We present the TRIQS library, a Toolbox for Research on Interacting Quantum Systems. It is an open-source, computational physics library providing a framework for the quick development of applications in the field of many-body quantum physics, and in particular, strongly-correlated electronic systems. It supplies components to develop codes in a modern, concise and efficient way: e.g. Green's function containers, a generic Monte Carlo class, and simple interfaces to HDF5. TRIQS is a C++/Python library that can be used from either language. It is distributed under the GNU General Public License (GPLv3). State-of-the-art applications based on the library, such as modern quantum many-body solvers and interfaces between density-functional-theory codes and dynamical mean-field theory (DMFT) codes are distributed along with it.Comment: 27 page

Inchworm quasi Monte Carlo for quantum impurities

The inchworm expansion is a promising approach to solving strongly correlated quantum impurity models due to its reduction of the sign problem in real and imaginary time. However, inchworm Monte Carlo is computationally expensive, converging as $1/\sqrt{N}$ where $N$ is the number of samples. We show that the imaginary time integration is amenable to quasi Monte Carlo, with enhanced $1/N$ convergence, by mapping the Sobol low-discrepancy sequence from the hypercube to the simplex with the so-called Root transform. This extends the applicability of the inchworm method to, e.g., multi-orbital Anderson impurity models with off-diagonal hybridization, relevant for materials simulation, where continuous time hybridization expansion Monte Carlo has a severe sign problem

Порівняння впливу поверхнево-активних речовин на термокінетичні характеристики шлаколужного цементу

Increasing the durability of concrete and reinforced concrete structures according to the criterion of crack resistance is a relevant task of construction materials science. To solve this task, this paper proposes effective solutions for adjusting thermofinite characteristics of alkali-activated slag cement (ASC) by using surfactants of various chemical nature in order to control the thermally-stressed state of concrete based on it (ASC concrete). The method of calorimetry was applied to show that the problematic issue is to adjust the structure formation of ASC by anion-active surface-active substances based on complex polyesters. This is predetermined by the instability of the molecular structure of surfactants in the hydration environment of ASC due to the destruction of complex ester bonds as a result of alkaline hydrolysis. Thermokinetic analysis has demonstrated the effectiveness of using anion-active surfactants, which do not contain ester bonds, as regulators of crack resistance of ASC concrete. Simple polyesters and multi-atom alcohols provide the ability to adjust the duration of the induction period while ensuring the required completeness of ASC hydration within a time frame. The effectiveness of cation-active surface-active substances has been shown, which are characterized by the stability of the molecular structure in the hydration environment of ASC and an increased level of adsorbing capacity. The decrease in the effectiveness of surface-active substances has been shown, in terms of the effect on the heat release of ASC, in the following series: alkaline salt of carboxylic acid>salt of the quaternary ammonium compound>simple polyester> polyalcohol>complex polyester. The reported results are important in view of the possibility of effective adjustment of ASC heat release by influencing the structure formation of surfactant with a certain molecular arrangement in order to predictably reduce crack formation in a thermally-stressed state and a corresponding increase in the durability of structuresПовышение долговечности бетонных и железобетонных конструкций по критерию трещиностойкости является актуальной задачей строительного материаловедения. Для решения данной задачи предложены эффективные решения, касающиеся регулирования термокинетических характеристик шлакощелочного цемента (ШЩЦ) поверхностно-активными веществами (ПАВ) разной химической природу для управления термонапряженным состоянием бетона на его основе (ШЩЦ бетон).  При помощи метода калориметрии показано, что проблемным является регулирование структурообразования в направлении увеличения трещиностойкости ШЩЦ анионоактивными ПАВ на основе сложных полиэфиров из-за нестабильности молекулярной структуры ПАВ в гидратационной среде цемента. Определена эффективность использования анионоактивных ПАВ, не содержащих сложноэфирных связей, в качестве регуляторов трещиностойкости ШЩЦ бетона. Простые полиэфиры и полиспирты обеспечивают возможность регулирования длительности индукционного периода при обеспечении необходимой полноты гидратации ШЩЦ в контрольные сроки. Показано эффективность катионоактивных ПАВ, характеризующиеся стабильностью молекулярной структуры в гидратационной среде цемента и повышенным уровнем адсорбирующей способности. Показано уменьшение эффективности ПАР по влиянию на тепловыделение ШЩЦ в ряду: щелочная соль карбоновой кислоты>соль четвертичного аммониевого соединения>простой полиэфир>полиспирт>сложный полиэфир. Важность полученных результатом заключается в возможности эффективного регулирования тепловыделения ШЩЦ путем влияния на структурообразование ПАВ определенного молекулярного строения для прогнозирования уменьшения трещинообразования в термонапряженном состоянии и соответствующего повышения долговечности конструкцийПідвищення довговічності бетонних та залізобетонних конструкцій за критерієм тріщиностійкості є актуальною задачею будівельного матеріалознавства. Для вирішування цієї задачі запропоновано ефективні рішення щодо регулювання термокінечних характеристик шлаколужного цементу (ШЛЦ) поверхнево-активними речовинами (ПАР) різної хімічної природи для управління термонапруженим станом бетону на його основі (ШЛЦ бетон). За допомогою методу калориметрії показано, що проблемним є регулювання структуроутворення ШЛЦ аніоноактивними ПАР на основі складних поліефірів. Це обумовлено нестабільністю молекулярної будови ПАР в гідратаційному середовищі ШЛЦ через руйнування складноефірних зв’язків внаслідок лужного гідролізу. За допомогою термокінетичного аналізу визначено ефективність використання аніоноактивних ПАР, які не містять складноефірних зв’язків, в ролі регуляторів тріщиностійкості ШЛЦ бетону. Прості поліефіри і багатоатомні спирти забезпечують можливість регулювання тривалості індукційного періоду при забезпеченні необхідної повноти гідратації ШЛЦ в контрольні терміни. Показано ефективність катіоноактивних ПАР, які характеризуються стабільністю молекулярної будови в гідратаційному середовищі ШЛЦ і  підвищеним рівнем адсорбуючої здатності. Показано зменшення ефективності ПАР за впливом на тепловиділення ШЛЦ в ряду: лужна сіль карбонової кислоти>сіль четвертинної амонієвої сполуки>простий поліефір>поліспирт>складний поліефір. Отримані результати є важливими з огляду на можливість ефективного регулювання тепловиділення ШЛЦ шляхом впливу на структуроутворення ПАР певної молекулярної будови для прогнозованого зменшення тріщиноутворення в термонапруженому стані і відповідного підвищення довговічності конструкці