論文の概要: Capturing electron correlation at mean-field cost: Assessment of i-DMFT and the underlying correlation conjecture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.19804v1
• Date: Mon, 13 Apr 2026 16:40:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-23 15:36:10.538747
• Title: Capturing electron correlation at mean-field cost: Assessment of i-DMFT and the underlying correlation conjecture
• Title（参考訳）: 平均フィールドコストでの電子相関の捕捉:i-DMFTの評価と基礎となる相関予想
• Authors: Paul G. Graf, Florian Matz, Lexin Ding, Julia Liebert, Markus Penz, Christian Schilling,
• Abstract要約: 最近提案されたi-DMFT法は, 平均フィールドコストで構成-相互作用の精度に近いことを保証している。 我々は、この関係を様々な二原子分子と多原子分子で体系的に評価する。 予想される線形性は、軌道対内の電子の再分配に支配される結合破壊過程において成り立つが、不均一で励起状態では崩壊する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9703625025720701
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Accurately treating strong electron correlation in quantum chemistry typically requires multireference wave-function methods with steep computational scaling. The recently proposed i-DMFT method promises near configuration-interaction accuracy at mean-field cost by invoking an empirical linear relation between correlation energy and entropy (Collins' conjecture), whose validity remains unclear. We systematically assess this relation across a range of di- and polyatomic molecules, including diverse bond types, third-row elements, different types of geometric distortions, and excited states. We find that the conjectured linearity holds for bond-breaking processes dominated by electron redistribution within orbital pairs, but breaks down for heterolytic dissociation and excited states. In simple molecules, i-DMFT provides a reasonable description of total energies, but does not reliably reproduce reduced density matrices or individual energy components. It further degrades in more complex cases such as ethylene. Based on these results, we formulate criteria for the validity of the conjecture and outline implications for entropy-based reduced density matrix functionals.
• Abstract（参考訳）: 量子化学における強い電子相関を正確に扱うには、一般に急激な計算スケーリングを伴う多重参照波動関数法が必要となる。 最近提案されたi-DMFT法は、相関エネルギーとエントロピー(コリンズの予想)の間の経験的線形関係を呼び起こし、平均フィールドコストにおける構成-相互作用の精度に近いことを保証している。 我々はこの関係を、様々な結合タイプ、第三ロー要素、異なる種類の幾何学的歪み、励起状態を含む、様々な二原子および多原子分子にわたって体系的に評価する。 予想される線形性は、軌道対内の電子の再分配に支配される結合破壊過程において成り立つが、ヘテロ分解解離や励起状態では崩壊する。 単純な分子では、i-DMFTは全エネルギーの合理的な記述を提供するが、還元密度行列や個々のエネルギー成分を確実に再現しない。 エチレンのようなより複雑な場合にはさらに劣化する。 これらの結果に基づいて、予想の妥当性の基準を定式化し、エントロピーに基づく還元密度行列関数の概説する。

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