論文の概要: Density Functional Theory Transformed into a One-electron Reduced Density Matrix Functional Theory for the Capture of Static Correlation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.03736v1
• Date: Tue, 11 Jan 2022 01:41:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-01 13:02:57.964877
• Title: Density Functional Theory Transformed into a One-electron Reduced Density Matrix Functional Theory for the Capture of Static Correlation
• Title（参考訳）: 密度汎関数理論を一電子還元密度行列関数理論に変換して静的相関を捉える
• Authors: Daniel Gibney, Jan-Niklas Boyn and David A. Mazziotti
• Abstract要約: 密度汎関数理論(DFT)は強い相関系の電子構造を正確に記述することができない。 DFT は 1-電子還元密度行列 (1-RDM) 関数理論に変換可能であることを示す。 本手法は化学構造とプロセスにおける静的相関の記述において従来のDFTよりも大幅に改善されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Density functional theory (DFT), the most widely adopted method in modern computational chemistry, fails to describe accurately the electronic structure of strongly correlated systems. Here we show that DFT can be formally and practically transformed into a one-electron reduced-density-matrix (1-RDM) functional theory, which can address the limitations of DFT while retaining favorable computational scaling compared to wavefunction-based approaches. In addition to relaxing the idempotency restriction on the 1-RDM in the kinetic energy term, we add a quadratic 1-RDM-based term to DFT's density-based exchange-correlation functional. Our approach, which we implement by quadratic semidefinite programming at DFT's computational scaling of $O(r^{3})$, yields substantial improvements over traditional DFT in the description of static correlation in chemical structures and processes such as singlet biradicals and bond dissociations.
• Abstract（参考訳）: 現代の計算化学において最も広く採用されている密度汎関数論(DFT)は、強い相関系の電子構造を正確に記述することができない。 ここでは、DFTを1電子還元密度行列(1-RDM)関数理論にフォーマルかつ実用的に変換できることを示す。 運動エネルギー項における1-RDMのイデオロポシシ制限の緩和に加えて、DFTの密度に基づく交換相関関数に2次1-RDMに基づく項を追加する。 我々のアプローチは、DFTの計算スケール$O(r^{3})$の2次半定値プログラミングによって実装され、シングルトビラディカルや結合解離のような化学構造やプロセスにおける静的相関の記述において、従来のDFTよりも大幅に改善されている。

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