論文の概要: Stochastic evaluation of four-component relativistic second-order many-body perturbation energies: A potentially quadratic-scaling correlation method

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.05632v3
• Date: Wed, 27 Apr 2022 03:39:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 11:40:06.859965
• Title: Stochastic evaluation of four-component relativistic second-order many-body perturbation energies: A potentially quadratic-scaling correlation method
• Title（参考訳）: 4成分相対論的2次多体摂動エネルギーの確率的評価:2次スケーリング相関法
• Authors: J. C\'esar Cruz, Jorge Garza, Takeshi Yanai, So Hirata
• Abstract要約: 相対論的ディラック・ハートリー・フォックエネルギーに対する2次多体摂動補正を評価する。 電子座標の実空間における積分はモンテカルロ法(MC)によって行われる。 空間的にコンパクトだが重分子の相対的な統計的誤差に到達するための計算コストは、立方体や二次的よりも悪くはない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.911678487931003
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A second-order many-body perturbation correction to the relativistic Dirac-Hartree-Fock energy is evaluated stochastically by integrating 13-dimensional products of four-component spinors and Coulomb potentials. The integration in the real space of electron coordinates is carried out by the Monte Carlo (MC) method with the Metropolis sampling, whereas the MC integration in the imaginary-time domain is performed by the inverse-CDF (cumulative distribution function) method. The computational cost to reach a given relative statistical error for spatially compact but heavy molecules is observed to be no worse than cubic and possibly quadratic with the number of electrons or basis functions. This is a vast improvement over the quintic scaling of the conventional, deterministic second-order many-body perturbation method. The algorithm is also easily and efficiently parallelized with demonstrated 92% strong scalability going from 64 to 4096 processors for a fixed job size.
• Abstract（参考訳）: 相対論的ディラック・ハートリー・フォックエネルギーに対する2次多体摂動補正は、4成分スピノルとクーロンポテンシャルの13次元積を統合することにより確率的に評価される。 電子座標の実空間における積分はモンテカルロ法 (MC) とメトロポリス法 (Metropolis sample) で行うが、虚時間領域におけるMC積分は逆CDF法 (cumulative distribution function) で行う。 空間的にコンパクトだが重い分子に対する所定の相対統計誤差に達する計算コストは、立方体よりも悪く、おそらく電子の数や基底関数と2倍になる。 これは、従来の決定論的二階多体摂動法に比べて大きな改善である。 また、このアルゴリズムは簡単かつ効率的に並列化でき、固定ジョブサイズで64から4096プロセッサの92%の強力なスケーラビリティを示す。

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