論文の概要: Variational minimization scheme for the one-particle reduced density matrix functional theory in the ensemble N-representability domain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.10593v2
• Date: Mon, 19 Aug 2024 12:15:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-21 02:48:22.485177
• Title: Variational minimization scheme for the one-particle reduced density matrix functional theory in the ensemble N-representability domain
• Title（参考訳）: アンサンブルN表現性領域における一粒子還元密度行列汎関数理論の変分最小化スキーム
• Authors: Matthieu Vladaj, Quentin Marécat, Bruno Senjean, Matthieu Saubanère,
• Abstract要約: 1粒子還元密度行列(1-RDM)函数理論は密度汎関数理論(DFT)の代替として有望である 我々は、最小化を1-RDMの対角部と対角部と外対角部に分割することで、軌道占有の機能発達への道を開くことができることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The one-particle reduced density-matrix (1-RDM) functional theory is a promising alternative to density-functional theory (DFT) that uses the 1-RDM rather than the electronic density as a basic variable. However, long-standing challenges such as the lack of Kohn--Sham scheme and the complexity of the pure $N$-representability conditions are still impeding its wild utilization. Fortunately, ensemble $N$-representability conditions derived in the natural orbital basis are known and trivial, such that almost every functionals of the 1-RDM are actually natural orbital functionals which do not perform well for all the correlation regimes. In this work, we propose a variational minimization scheme in the ensemble $N$-representable domain that is not restricted to the natural orbital representation of the 1-RDM. We show that splitting the minimization into the diagonal and off-diagonal part of the 1-RDM can open the way toward the development of functionals of the orbital occupations, which remains a challenge for the generalization of site-occupation functional theory in chemistry. Our approach is tested on the uniform Hubbard model using the M\"uller and the T\"ows--Pastor functionals, as well as on the dihydrogen molecule using the M\"uller functional.
• Abstract（参考訳）: 1粒子還元密度行列 (1-RDM) 函数論は、電子密度を基本変数としてではなく1-RDMを用いる密度汎関数理論 (DFT) に代わる有望な理論である。 しかし、コーン=シャムスキームの欠如や純粋な$N$-representability条件の複雑さといった長年にわたる課題は、その野放な利用を妨げる。 幸いなことに、1-RDMのほとんど全ての関数が実際にはすべての相関系でうまく機能しない自然な軌道汎函数であるように、自然軌道基底から導かれるアンサンブル$N$-表現性条件は知られ、自明である。 本研究では、1-RDMの自然な軌道表現に制限されないアンサンブル$N$-representable領域における変分最小化スキームを提案する。 1-RDMの対角部と対角部と対角部に最小化を分割することで、軌道占有の汎函数の発達への道を開くことが示され、これは化学におけるサイト占有機能理論の一般化の課題である。 M\"uller"とT\"ows-Pastor関数を用いた一様ハバードモデルおよびM\"uller関数を用いた二水素分子を用いた実験を行った。

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