通过密度矩阵选定列实现 Kohn-Sham 轨道的压缩表示
计算物理
2014-11-05 v2 化学物理
摘要
给定来自绝缘体系统的一组 Kohn-Sham 轨道，我们提出了一种简单、稳健、高效且高度可并行化的方法，用于构建相关子空间的一组（可选正交的）局域基函数。我们的方法明确利用了绝缘体系统相关的密度矩阵在实空间表示中沿非对角方向指数衰减这一事实。该方法避免了使用优化过程，局域基函数直接由密度矩阵的选定列（SCDM）构建。因此，该方法中唯一的可调参数是局域基函数的截断阈值。我们的方法可用于具有任意基组的任何电子结构软件包。我们使用由 Quantum ESPRESSO 软件包生成的轨道，展示了 SCDM 过程的数值精度和并行可扩展性。我们还演示了将 SCDM 与 Hockney 算法相结合的过程，以近线性标度高效执行 Hartree-Fock 交换能计算。
引用
@article{arxiv.1408.4926,
title = {Compressed representation of Kohn-Sham orbitals via selected columns of the density matrix},
author = {Anil Damle and Lin Lin and Lexing Ying},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.4926},
year = {2014}
}
备注
7 pages, 4 figures; short example code for computing the SCDM; parallel scaling results; slightly restructured introduction and clarification of the input needed to compute the SCDM