論文の概要: Low-rank compression of two-electron reduced density matrices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.11253v1
- Date: Mon, 11 May 2026 21:25:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-13 21:48:56.436471
- Title: Low-rank compression of two-electron reduced density matrices
- Title（参考訳）: 2電子還元密度行列の低ランク圧縮
- Authors: Kemal Atalar, Hugh G. A. Burton, Andreas Grüneis, George H. Booth,
- Abstract要約: 2体還元密度 (2RDM) は電子状態の2電子物理学を符号化するが、その準保存コストは実用上大きな限界をもたらす。
我々は,遷移と非遷移の2RDMの両方を圧縮し,それらのウェッジ生成物の構造と物理的対称性を保持する低ランク表現に変換するための簡単なプロトコルについて検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Two-body reduced density matrices (2RDMs) encode the essential two-electron physics of electronic states, but their quartic storage cost poses a major limitation in practical workflows. We investigate a simple protocol to compress both transition and non-transition 2RDMs into a lower-rank representation that preserves their wedge-product structure and physical symmetries under truncation. The resulting decomposition couples Coulomb and exchange channels through a common set of low-rank factors, yielding a more compact rank-sparse representation than single-channel factorizations. For correlated states, the effective rank scales linearly with system size, achieving a $\sim99$\% compression for the coupled-cluster 2RDM of octane while retaining chemical accuracy. We apply this to the recently introduced {\em ab initio} eigenvector continuation workflows, where many-body wave functions are interpolated across nuclear geometries with mean-field cost. Here, 2RDMs between training states act as projectors into a subspace but their memory scaling limits applications to larger systems. The compression scheme reduces the memory cost from quartic to quadratic for a fixed error per electron. Metrics to systematically control the decomposition are investigated, enabling statistically resolved structural, dynamical and spectroscopic observables from nonadiabatic molecular dynamics simulations of photoexcited H$_{28}$ chains, interpolating from compressed near-exact DMRG training data. This establishes these structure-preserving compressed intermediates for practical correlated electronic structure workflows.
- Abstract（参考訳）: 2体還元密度行列 (2RDM) は電子状態の2電子物理学を符号化するが、その準保存コストは実用的なワークフローにおいて大きな制限をもたらす。
我々は,遷移と非遷移の2RDMの両方を圧縮し,それらのウェッジ生成物の構造と物理的対称性を保持する低ランク表現に変換するための簡単なプロトコルについて検討する。
その結果、クーロンと交換チャネルは共通の低ランク因子の集合を通して結合し、単一チャネル因子化よりもよりコンパクトなランクスパース表現をもたらす。
相関状態の場合、有効ランクはシステムサイズと線形にスケールし、化学的精度を維持しながらオクタンの結合クラスター2RDMに対して$\sim99$\%の圧縮を達成する。
これを最近導入した固有ベクトル継続ワークフローに適用し、多くの天体波動関数を平均フィールドコストで原子核の幾何学的に補間する。
ここでは、トレーニング状態間の2RDMはプロジェクターとしてサブスペースに作用するが、メモリのスケーリングはアプリケーションをより大きなシステムに制限する。
この圧縮方式は、電子当たりの固定誤差に対して、メモリコストを4次から2次に削減する。
光励起H$_{28}$鎖の非断熱的分子動力学シミュレーションから, 統計的に解析された構造的, 動的, 分光観測可能な構造的, 動的, 分光的観測を可能にし, 圧縮された近接励起DMRGトレーニングデータから補間する。
これにより、実用的な相関電子構造ワークフローのためのこれらの構造保存中間体が確立される。
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