論文の概要: Real-Time Coupled Cluster Theory with Approximate Triples
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.18947v1
- Date: Thu, 11 Jul 2024 15:10:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-05 01:16:12.967899
- Title: Real-Time Coupled Cluster Theory with Approximate Triples
- Title（参考訳）: 近似三重項を用いた実時間結合クラスタ理論
- Authors: Zhe Wang, Håkon Emil Kristiansen, Thomas Bondo Pedersen, T. Daniel Crawford,
- Abstract要約: 実時間結合クラスタシングル,ダブルスおよび近似三重奏法(CC3)の実装を導入し,高い励起レベルのポテンシャルを探索する。
導出と実装は、周波数依存特性の計算への応用に続いて初めて実証される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.498513378814193
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The formalism of real-time (RT) methods has been well-established during recent years, while no inclusion beyond the double excitation has been discussed. In this article, we introduce an implementation of real-time coupled cluster singles, doubles and approximate triples (CC3) method to explore the potential of a high excitation level. The CC3 method is well-known for its advantages in calculating dynamic properties and combining with the response theory. It is a well-qualified candidate for handling the interaction between the system and the applied field, and therefore suitable for a RT implementation. The derivation and implementation are first demonstrated following applications on calculating frequency-dependent properties. Terms with triples are calculated and added upon the existing CCSD equations, giving the method a formally $N^{7}$ scaling. The Graphics Processing Unit (GPU) accelerated implementation is utilized to reduce the computational cost. It is been verified that the GPU implementation can speed up the calculation by up to a factor of 17 for water cluster test cases. Additionally, the single-precision arithmetic is used and compared to the conventional double-precision arithmetic. No significant difference is found in the polarizabilities and $G'$ tensor results, but a higher percentage error for the first hyperpolarizabilities is observed. Compared to the linear response (LR) CC3 results, the percentage errors of RT-CC3 polarizabilities and RT-CC3 first hyperpolarizabilities are under 0.1% and 1%, respectively for the $H_2O$/cc-pVDZ test case. Furthermore, a discussion on the calculation of polarizabilities is included, which compares RT-CC3 with RT-CCSD and time-dependent nonorthogonal orbital-optimized coupled cluster doubles (TDNOCCD), in order to examine the performance of RT-CC3 and the orbital-optimization effect using a group of ten-electron systems.
- Abstract（参考訳）: 近年,リアルタイム (RT) 手法の定式化が進みつつあるが, 二重励起以外は議論されていない。
本稿では,高励起レベルの可能性を探るため,実時間結合クラスタシングル,ダブルスおよび近似トリプル(CC3)法の実装について紹介する。
CC3法は、動的特性を計算し、応答理論と組み合わせることの利点でよく知られている。
システムと応用分野の相互作用を扱うための適格な候補であり、したがってRTの実装に適している。
導出と実装は、周波数依存特性の計算への応用に続いて初めて実証される。
三重項の項が計算され、既存のCCSD方程式に加算され、この方法が正式に$N^{7}$スケーリングとなる。
グラフィクス処理ユニット(GPU)の高速化実装を利用して計算コストを削減する。
GPUの実装は、水クラスターテストケースで最大17倍の速度で計算を高速化できることが確認されている。
さらに、単精度算術を用い、従来の倍精度算術と比較する。
偏光率と$G'$テンソルの結果には有意な差は見られなかったが、第1の偏光率に対する高い比率の誤差が観察された。
線形応答(LR)CC3の結果と比較して、RT-CC3偏光率とRT-CC3第1偏光率の誤差は、それぞれ0.1%以下で、それぞれ$H_2O$/cc-pVDZテストケースで1%以下である。
さらに、RT-CC3とRT-CCSDと時間依存の非直交軌道最適化結合クラスタダブルス(TDNOCCD)を比較して、RT-CC3の性能と軌道最適化効果を10電子系群を用いて検討する偏光性計算の議論を含む。
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