“我国科学家明确自旋玻璃三维伊辛模型的计算多而杂度下限研究”

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科学技术日报记者郝晓明

在处理铁磁三维伊辛模型精确解决了这个物理学难题后，中科院金属研究所的张志东研究员还在计算机行业计算众多，杂合性理论的研究方面取得了重要进展。 在最近的研究事业中，张志东研究人员发现，自旋玻璃的三维伊辛模型计算多，复杂度的下限，绝对极小核模型计算多，复杂度高。 它包含与最近邻平面相互作用的自旋玻璃二维伊辛模型，为亚指数时间、超多项式时间。 论文发表在《材料科学与技术》上。

玻璃是人们日常生活中经常采用的用品，了解玻璃的形成机理和动力学行为是一个重大的科学问题。 在磁性材料中，与玻璃相对应地存在旋转玻璃的状态。 自旋玻璃是无序的磁铁，原子的自旋没有按规则的图案排列。 与铁磁性体中的磁有序相比，自旋玻璃中的磁有序与玻璃中的位置有序和石英有序比较类似。 从某种意义上说，自旋玻璃的状态可以看作是具有自旋无序取向的有序状态，其中自旋在空之间无序取向，但随着时间的推移可以保持有序。

自旋玻璃系统计算多、研究复杂性，是物理、化学、生物、数学、材料科学以及计算机行业的重要课题。 用肌肽模型研究了自旋玻璃，肌肽模型的各格点均有自旋，自旋呈向上或向下两种状态，自旋之间存在相互作用。 伊辛模型不仅可以描述磁性晶格从顺磁性到铁磁的相变，还可以描述反铁磁、格氏、大生物分子等不同系统中的有序-无序相变。 该研究关注存在随机分布的正、负自旋相互作用和挫折的自旋玻璃三维伊辛模型(爱德华-安德森模型)，只考虑了最近邻自旋之间的相互作用。 由于可以从计算系统的所有2^n个可能状态中寻找具有n个格点的自旋玻璃肌苷模型的基态，所以计算较多，噪声的上限为o(2^n )。 自旋玻璃的三维伊辛模型具有拓扑效应、随机性、挫折、非扫描性等特征，其计算非常多且复杂，用目前最好的算法得到的结果为o(1.3^n )，其计算多且复杂度下限不明显

张志东研究员对自旋玻璃三维伊辛模型(格点总数n=lmn )的计算很多，解释了复杂度的4个定理，明确了自旋玻璃三维伊辛模型的计算很多，复杂度的下限是亚指数时间、超多项式时间。 自旋玻璃三维伊辛模型可以映射到多个其他科学问题上，可以直接宣传其在处理物理、化学、生物、数学、材料科学以及计算机行业一系列相关问题，特别是计算机行业重大基础科学问题上的应用。