論文の概要: Approximations based on density-matrix embedding theory for density-functional theories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.02027v1
• Date: Tue, 2 Mar 2021 21:10:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-09 11:54:00.398124
• Title: Approximations based on density-matrix embedding theory for density-functional theories
• Title（参考訳）: 密度汎関数理論に対する密度行列埋め込み理論に基づく近似
• Authors: Iris Theophilou, Teresa E. Reinhard, Angel Rubio, Michael Ruggenthaler
• Abstract要約: 本稿では, 密度行列埋め込み理論(DMET)の基礎を詳述し, 他のDFTを補う方法を示す。 DFTのマッピングが、一意に定義された補助系と補助射影を特定するためにどのように使用できるかを強調した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recently a novel approach to find approximate exchange-correlation functionals in density-functional theory (DFT) was presented (U. Mordovina et. al., JCTC 15, 5209 (2019)), which relies on approximations to the interacting wave function using density-matrix embedding theory (DMET). This approximate interacting wave function is constructed by using a projection determined by an iterative procedure that makes parts of the reduced density matrix of an auxiliary system the same as the approximate interacting density matrix. If only the diagonal of both systems are connected this leads to an approximation of the interacting-to-non-interacting mapping of the Kohn-Sham approach to DFT. Yet other choices are possible and allow to connect DMET with other DFTs such as kinetic-energy DFT or reduced density-matrix functional theory. In this work we give a detailed review of the basics of the DMET procedure from a DFT perspective and show how both approaches can be used to supplement each other. We do so explicitly for the case of a one-dimensional lattice system, as this is the simplest setting where we can apply DMET and the one that was originally presented. Among others we highlight how the mappings of DFTs can be used to identify uniquely defined auxiliary systems and auxiliary projections in DMET and how to construct approximations for different DFTs using DMET inspired projections. Such alternative approximation strategies become especially important for DFTs that are based on non-linearly coupled observables such as kinetic-energy DFT, where the Kohn-Sham fields are no longer simply obtainable by functional differentiation of an energy expression, or for reduced density-matrix functional theories, where a straightforward Kohn-Sham construction is not feasible.
• Abstract（参考訳）: 近年,密度汎関数理論(dft)における近似交換相関汎関数を求める新しいアプローチ(u。 モルドバなど。 JCTC 15 5209 (2019) は密度行列埋め込み理論 (DMET) を用いて相互作用する波動関数の近似に依存する。 この近似相互作用波動関数は、補助系の還元密度行列の一部と近似相互作用密度行列とを同一とする反復手順によって決定される投影を用いて構成される。 両システムの対角線のみが連結であれば、コーン・シャムアプローチのdftへの相互作用対非相互作用写像の近似に繋がる。 しかし、他の選択は可能であり、DMETを運動エネルギー DFT や密度行列関数理論などの他の DFT と接続することができる。 本研究では,DMET法の基本部分について,DFTの観点から詳細に検討し,両手法が相互に補完する方法について述べる。 これはdmetを適用できる最も単純な設定であり、元々提示されたものであるため、一次元格子系の場合は明示的にそうしている。 DFTのマッピングがDMETにおける一意に定義された補助系と補助射影の同定にどのように使用できるか、DMETにインスパイアされた射影を用いて異なるDFTの近似を構築する方法について述べる。 このような代替近似戦略は、コーン・シャム場がエネルギー表現の関数的微分によって単に得られなくなるような運動エネルギーdftのような非線形結合観測量に基づくdftや、単純なコーン・シャム構成が実現不可能である還元密度行列汎関数理論において特に重要となる。

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