Global symmetries in tensor network states: Symmetric tensors versus minimal bond dimension
Notice bibliographique
Résumé
Tensor networks offer a variational formalism to efficiently represent wave functions of extended quantum many-body systems on a lattice. In a tensor network $\mathcal{N}$, the dimension $\ensuremath{\chi}$ of the bond indices that connect its tensors controls the number of variational parameters and associated computational costs. In the absence of any symmetry, the minimal bond dimension ${\ensuremath{\chi}}^{\mathrm{min}}$ required to represent a given many-body wave function $|\ensuremath{\Psi}\ensuremath{\rangle}$ leads to the most compact, computationally efficient tensor network description of $|\ensuremath{\Psi}\ensuremath{\rangle}$. In the presence of a global, on-site symmetry, one can use a tensor network ${\mathcal{N}}_{\mathrm{sym}}$ made of symmetric tensors. Symmetric tensors allow one to exactly preserve the symmetry and to target specific quantum numbers, while their sparse structure leads to a compact description and lowers computational costs. In this paper we explore the trade-off between using a tensor network $\mathcal{N}$ with minimal bond dimension ${\ensuremath{\chi}}^{\mathrm{min}}$ and a tensor network ${\mathcal{N}}_{\mathrm{sym}}$ made of symmetric tensors, where the minimal bond dimension ${\ensuremath{\chi}}_{\mathrm{sym}}^{\mathrm{min}}$ might be larger than ${\ensuremath{\chi}}^{\mathrm{min}}$. We present two technical results. First, we show that in a tree tensor network, which is the most general tensor network without loops, the minimal bond dimension can always be achieved with symmetric tensors, so that ${\ensuremath{\chi}}_{\mathrm{sym}}^{\mathrm{min}}={\ensuremath{\chi}}^{\mathrm{min}}$. Second, we provide explicit examples of tensor networks with loops where replacing tensors with symmetric ones necessarily increases the bond dimension, so that ${\ensuremath{\chi}}_{\mathrm{sym}}^{\mathrm{min}}>{\ensuremath{\chi}}^{\mathrm{min}}$. We further argue, however, that in some situations there are important conceptual reasons to prefer a tensor network representation with symmetric tensors (and possibly larger bond dimension) over one with minimal bond dimension.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».