基于图酉群方法在自旋本征基中高效表述全组态相互作用量子蒙特卡洛
化学物理
2019-09-10 v2 计算物理
摘要
我们提供了全组态相互作用量子蒙特卡洛（FCIQMC）算法的自旋适配表述，基于图酉群方法（GUGA），使其能在该随机框架内利用 SU(2) 对称性。在 GUGA 的 Shavitt 图上随机激发生成与矩阵元计算可通过分支图上的偏置过程高效实现。使用自旋纯基显式分辨不同自旋扇区，并确保随机采样的波函数是总自旋算符 的本征函数。该方法允许计算受洪德第一规则主导的系统中低或中等自旋的态，这些态在其他情况下通常无法触及。此外，在小自旋间隙的系统中，新方法相对于游走子数与模拟时间实现了更快速的收敛。给出了 GUGA-FCIQMC 方法的一些说明性应用：在大基组下计算钴原子的 自旋间隙，达到与实验的化学精度，以及拉伸 N 分子的 、、、 自旋间隙，这是一个典型的强关联系统。
引用
@article{arxiv.1905.01346,
title = {Efficient Formulation of Full Configuration Interaction Quantum Monte Carlo in a Spin Eigenbasis via the Graphical Unitary Group Approach},
author = {Werner Dobrautz and Simon Smart and Ali Alavi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.01346},
year = {2019}
}