开发者：熊羽诺（杭州）
代码下载：
https://code.koushare.com/#/code/codeDetail?codeId=245
授权协议：GPL-3.0
存在相互作用的多粒子全同玻色体系的热力学性质和基态性质的数值模拟是重要的前沿课题，比如液氦超流的微观机制和超固的第一性原理计算。超冷原子分子物理的兴起更是迫切需要这方面的精确数值计算。人们广为采用的传统方法是基于路径积分的蒙特卡洛方法，尤其是Boris等人开创的虫算法(Worm algorithm)。最近两年，基于路径积分的分子动力学方法（PIMD）[1]开始在全同粒子问题上展现威力。遗憾的是，由于物理上的深广度和编程的挑战性，世界上还只有两三个小组能够利用PIMD开展这方面的研究工作。在我们之前的这些工作[1]中，程序包LAMMPS和自行编写的代码同时需要，导致初学者很难加以采用。在我开发的这个代码中[2]，从零开始编写的C++代码就可以完整地完成所有的计算。该程序在国家超算计算天津中心中可以完美运行。掌握C++的学者懂得背后的物理原理后可以直接利用该程序开展全同玻色系统的第一性原理研究。在人们以前的工作[1]中，主要能够计算能量和平均密度。在我们发展的方法中还可以计算格林函数[2]，从而可以计算动量分布和开展相变等方面的研究。利用我开发的代码几乎可以研究全同玻色体系的所有热力学性质和基态性质，比如在论文[2]中我们就非常好地通过数值模拟演示了BKT转变。下面的图就是论文中揭示BKT转变处关联性质的一个结果。
当然，要彻底掌握该代码背后的物理是很有挑战的。下图给出了代码背后的物理原理以及基于这些物理原理的程序架构。
C++代码的物理原理和架构图
[1] B. Hirshberg, V. Rizzi, and M. Parrinello, Path integral molecular dynamics for bosons, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 116, 21445 (2019)[2] Xiong Yunuo, Xiong Hongwei, Path integral molecular dynamics simulations for Green's function in a system of identical bosons, arXiv:2203.0991 (2022), accepted by The Journal of Chemical Physics谢谢熊宏伟教授推荐的Hirshberg等人的精彩论文以及超算支持，使得这里的代码开发得以实现。国家自然科学基金（11175246,11334001）
“熊羽诺”专题介绍
还记得2019年15岁的“熊孩子”吗？
那时的他拿着粉笔、站在讲台，写着复杂公式、说着专业术语，镜头下的他从容淡定，丝毫没有15岁孩子的胆怯与羞涩，他大胆的表达自己的想法，阐述自己的观点。他的演说虽然没有老教授般沉稳的气场，但有着轻松活跃的氛围。
熊羽诺2003年出生于云南，现居住杭州。目前主要安静学习和研究人工智能，纯粹数学和理论物理。在蔻享中开设个人专栏比较系统地介绍了广义相对论，经典信息和量子信息，以及量子力学的多世界诠释等专业知识。独立开发的介绍黑洞和致敬霍金的中型益智游戏《黑洞觉醒》（Blackhole: Awake!）在苹果iOS中发布。以专业水准发展钢琴和国际象棋两方面的爱好，尤其是钢琴能够背谱弹奏《月光奏鸣曲》，《悲怆》，《肖邦第一钢琴协奏曲》等经典名曲，以贝多芬和肖邦的名曲见长。
码上观看
近期熊羽诺将在蔻享学术频道中从量子力学基本原理和多体物理出发介绍代码的物理原理和数学基础，并示范如何基于该代码研究前沿物理问题。
蔻享学术平台，国内领先的一站式科学资源共享平台，依托国内外一流科研院所、高等院校和企业的科研力量，聚焦前沿科学，以优化科研创新环境、传播和服务科学、促进学科交叉融合为宗旨，打造优质学术资源的共享数据平台。
版权说明：未经授权严禁任何形式的媒体转载和摘编，并且严禁转载至微信以外的平台！
原创源码文章首发于蔻享代码，仅代表开发者观点，不代表蔻享代码立场。
转载请在公众号后台留言。