論文の概要: Reduced density matrix functional theory from an ab initio
seniority-zero wave function: Exact and approximate formulations along
adiabatic connection paths
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.00699v3
- Date: Fri, 12 Aug 2022 11:54:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-20 02:30:21.493311
- Title: Reduced density matrix functional theory from an ab initio
seniority-zero wave function: Exact and approximate formulations along
adiabatic connection paths
- Title(参考訳): abイニシアティゼロ波動関数からの密度行列汎関数論:断熱接続経路に沿った実および近似定式化
- Authors: Bruno Senjean, Saad Yalouz, Naoki Nakatani and Emmanuel Fromager
- Abstract要約: 還元密度行列汎関数論(RDMFT)の別の定式化を提案する。
正確な自然軌道とその占有度は、有効年数ゼロの計算から自己整合的に決定される。
この情報は、高感度密度行列関数近似の将来の設計のガイドとなることが期待されている。
- 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: Currently, there is a growing interest in the development of a new hierarchy
of methods based on the concept of seniority, which has been introduced quite
recently in quantum chemistry. Despite the enormous potential of these methods,
the accurate description of both dynamical and static correlation effects
within a single and in-principle-exact approach remains a challenge. In this
work, we propose an alternative formulation of reduced density-matrix
functional theory (RDMFT) where the (one-electron reduced) density matrix is
mapped onto an ab initio seniority-zero wave function. In this theory, the
exact natural orbitals and their occupancies are determined self-consistently
from an effective seniority-zero calculation. The latter involves a universal
higher-seniority density matrix functional for which an adiabatic connection
(AC) formula is derived and implemented under specific constraints that are
related to the density matrix. The pronounced curvature of the (constrained) AC
integrand, which is numerically observed in prototypical hydrogen chains and
the Helium dimer, indicates that a description of higher-seniority correlations
within second-order perturbation theory is inadequate in this context. Applying
multiple linear interpolations along the AC or connecting second-order
perturbation theory to a full-seniority treatment via Pad\'{e} approximants are
better strategies. Such information is expected to serve as a guide in the
future design of higher-seniority density-matrix functional approximations.
- Abstract(参考訳): 現在、量子化学において非常に最近導入された年長性の概念に基づく新しい手法階層の開発への関心が高まっている。
これらの手法の膨大な可能性にもかかわらず、シングルおよびインプリンシプル・エクサクティヴアプローチにおける動的および静的な相関効果の正確な記述は依然として課題である。
本研究では, (一電子還元) 密度行列を ab initio seniority-zero 波動関数に写像した還元密度行列汎関数理論(rdmft)の代替定式化を提案する。
この理論では、正確な自然軌道とその占有度は実効年数ゼロの計算から自己整合的に決定される。
後者は、断熱接続(ac)公式が導出され、密度行列に関連する特定の制約の下で実装される普遍的な高位密度行列汎関数を含んでいる。
水素鎖とヘリウム二量体で数値的に観測される(拘束された)ac積分の発音された曲率は、二階摂動理論における高次相関の記述が、この文脈では不十分であることを示している。
ACに沿って複数の線形補間を施したり、2階摂動理論をPad\'{e}近似を用いたフルセンチュアリティ処理に接続することはより良い戦略である。
このような情報は、高次密度行列関数近似の将来の設計の指針として期待されている。
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