电子与离子统一量子框架: 基于神经网络曲线流形上的自洽谐和近似
材料科学
2025-10-24 v2 强关联电子
摘要
求解互相作用电子和离子的众多体问题是凝聚态物理、化学和材料科学中的关键挑战。传统方法通常针对某一种粒子——电子或离子——进行专业化处理，难以应用于另一种粒子。本工作将已被证明在无谐振晶体中模拟量子离子的有限温度下的自洽谐和近似方法推广到电子。该方法通过优化 ansatz 密度矩阵，在通过神经网络参数化的曲线流形上求解费米子自洽谐和哈密顿量。该方法保留了熵的解析表达式，从而实现了自由能和材料相图的直接计算。通过对多个原型案例进行基准测试——双井势、氢原子和 H 离解——我们展示该方法能够处理电子系统的基态和激发态特性，捕捉量子隧穿和静态电子关联，从而提供电子和原子核统一的量子框架。
引用
@article{arxiv.2410.08882,
title = {A unified quantum framework for electrons and ions: The self-consistent harmonic approximation on a neural network curved manifold},
author = {Lorenzo Monacelli and Antonio Siciliano and Nicola Marzari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.08882},
year = {2025}
}