論文の概要: Real-Time Coupled Cluster Theory with Approximate Triples

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.18947v2
• Date: Tue, 21 Jan 2025 19:58:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-23 18:44:13.785931
• 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: 本稿では,CC3シングルの時間依存実装,ダブルス法,近似トリプル法を提案する。 周波数依存特性の特定の応用を用いて導出と実装の有効性を示す。
• 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: In order to explore the effects of high levels of electron correlation on the real-time coupled cluster formalism and algorithmic behavior, we introduce a time-dependent implementation of the CC3 singles, doubles and approximate triples method. We demonstrate the validity of our derivation and implementation using specific applications of frequency-dependent properties. Terms with triples are calculated and added to the existing CCSD equations, giving the method a nominal $\textit{O}(N^{7})$ scaling. We also use a graphics processing unit (GPU) accelerated implementation to reduce the computational cost, which we find can speed up the calculation by up to a factor of 17 for test cases of water clusters. In addition, we compare the impact of using single-precision arithmetic compared to conventional double-precision arithmetic. We find no significant difference in polarizabilities and optical-rotation tensor results, but a somewhat larger error for first hyperpolarizabilities. Compared to 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 a water-molecule test case in a double-zeta basis set. Furthermore, we compare the dynamic polarizabilities obtained using RT-CC3, 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 set of ten-electron systems.
• Abstract（参考訳）: 高レベルの電子相関がリアルタイム結合クラスタの定式化とアルゴリズム的挙動に与える影響を調べるため、CC3単体、ダブルスおよび近似3重法の実装を時間依存で導入する。 周波数依存特性の特定の応用を用いて導出と実装の有効性を示す。 三重項の項は計算され、既存のCCSD方程式に追加され、このメソッドは名目$\textit{O}(N^{7})$スケーリングとなる。 また,グラフィックス処理ユニット(GPU)を高速化して計算コストを削減し,水クラスタのテストケースに対して最大17倍の速度で計算を高速化できることを確認した。 さらに,従来の倍精度算術と比較して,単精度算術を用いた場合の影響を比較検討した。 偏光率と光回転テンソルの結果に有意な差はないが、第1次偏光率の誤差はやや大きい。 線形応答 (LR) CC3 結果と比較して, RT-CC3 偏極率とRT-CC3 の第1偏極率の誤差はそれぞれ0.1%, 1%以下である。 さらに, RT-CC3, RT-CCSD, 時間依存非直交軌道最適化結合クラスタダブルス (TDNOCCD) を用いて得られた動的偏光特性を比較し, RT-CC3の性能および軌道最適化効果について, 一連の10電子系を用いて検討した。

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