Berry 连接的数值计算

计算科学 线性代数 有限差分 数字 拉帕克
2021-11-29 12:24:05

我正在做一些涉及 Hermitian 矩阵和特征向量导数的数值计算。本质上,我有一个 nxn 厄米特矩阵 H(x),它依赖于一些连续参数 (x)。然后我需要计算这个系统的 Berry 连接。所以假设,我实际上是在计算U(x)H(x)U(x)=ϵnδnmiU(x)xU(x)=A^

为此,我尝试评估并获得因此,我近似这是在 LAPACK 中执行的,使用 HEEVD (CHEEVD),因为 H 是 Hermitian,并且以双精度参数化。H(x),H(x+Δx)U(x),U(x+Δx)A^iU(x)(U(x+Δx)U(x))/(Δx)

然而,由于每个 x 的对角化都带有一个随机相位(显然),对象包含错误,并且不再仅表示旋转矩阵的导数。事实上,它甚至在某些 x 点上证明是非厄米特的。A^U

的某种统一规格条件,以确保连接的平滑度。无论如何要添加这个,或者在 LAPACK 中实现这个?到目前为止,我一直没有成功。x

谢谢!

PS 自然,Berry 连接不是规范不变的,因此它不会直接进入任何物理可观察量。然而,问题是评估中的错误直接传播到可观察量,例如浆果曲率。数量突然包含不允许的虚部,来自中的错误。A^i[A,A]A^

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