論文の概要: Systematic discrepancies between reference methods for non-covalent interactions within the S66 dataset
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.16405v1
- Date: Fri, 20 Dec 2024 23:49:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-24 15:56:28.749321
- Title: Systematic discrepancies between reference methods for non-covalent interactions within the S66 dataset
- Title（参考訳）: S66データセットにおける非共有相互作用の参照方法の系統的差異
- Authors: Benjamin X. Shi, Flaviano Della Pia, Yasmine S. Al-Hamdani, Angelos Michaelides, Dario Alfè, Andrea Zen,
- Abstract要約: 量子拡散モンテカルロ(DMC)と、単一、二重、摂動三重励起(CCSD(T))による結合クラスタ理論は、非共有相互作用を扱う2つの広く信頼されている方法と考えられている。
最近の研究は、これらの2つの方法がより大きなシステムに対して7.5,$kcal/mol以上で一致しないことを示唆している。
分散と静電相互作用のバランスの取れた66個の中規模錯体を含むS66データセット全体の相互作用エネルギーを計算した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The accurate treatment of non-covalent interactions is necessary to model a wide range of applications, from molecular crystals to surface catalysts to aqueous solutions and many more. Quantum diffusion Monte Carlo (DMC) and coupled cluster theory with single, double and perturbative triple excitations [CCSD(T)] are considered two widely-trusted methods for treating non-covalent interactions. However, while they have been well-validated for small molecules, recent work has indicated that these two methods can disagree by more than $7.5\,$kcal/mol for larger systems. The origin of this discrepancy remains unknown. Moreover, the lack of systematic comparisons, particularly for medium-sized complexes, has made it difficult to identify which systems may be prone to such disagreements and the potential scale of these differences. In this work, we leverage the latest developments in DMC to compute interaction energies for the entire S66 dataset, containing 66 medium-sized complexes with a balanced representation of dispersion and electrostatic interactions. Comparison to previous CCSD(T) references reveals systematic trends, with DMC predicting stronger binding than CCSD(T) for electrostatic-dominated systems, while the binding becomes weaker for dispersion-dominated systems. We show that the relative strength of this discrepancy is correlated to the ratio of electrostatic and dispersion interactions, as obtained from energy decomposition analysis methods. Finally, we pinpoint systems in the S66 dataset where these discrepancies are particularly prominent, offering cost-effective benchmarks to guide future developments in DMC, CCSD(T) as well as the wider electronic structure theory community.
- Abstract（参考訳）: 非共有結合相互作用の正確な処理は、分子結晶から表面触媒、水溶液など、幅広い応用をモデル化するために必要である。
量子拡散モンテカルロ(DMC)と、単一、二重、摂動三重励起(CCSD(T))による結合クラスタ理論は、非共有相互作用を扱う2つの広く信頼されている方法と考えられている。
しかしながら、これらは小さな分子に対してよく検証されているが、近年の研究により、これらの2つの手法はより大きな系では7.5ドル以上、kcal/molで一致しない可能性があることが示されている。
この違いの由来は不明である。
さらに、体系的な比較の欠如、特に中規模錯体では、そのような相違やこれらの相違の潜在的な規模にどの系が存在するかを特定するのが困難になっている。
本研究では, 分散と静電相互作用のバランスの取れた66個の中規模錯体を含むS66データセット全体の相互作用エネルギーを計算するために, DMCの最近の発展を活用している。
従来のCCSD(T)参照と比較して、DMCは静電支配系ではCCSD(T)よりも強い結合を予測し、一方、分散支配系では結合が弱くなる。
この差の相対強度は, エネルギー分解解析法により得られた静電相互作用と分散相互作用の比と相関することを示した。
最後に、これらの差が特に顕著であるS66データセットのシステムを特定し、DMC、CCSD(T)、およびより広い電子構造理論コミュニティにおける将来の発展を導くためのコスト効率のベンチマークを提供する。
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