通过主动空间分区降低单位耦合簇的计算成本
机器学习
2026-02-05 v1
摘要
单位耦合簇 (UCC) 理论是强相关系统和量子计算机上电子结构计算的有前景的变分方法，但其实际应用受限于 Baker-Campbell-Hausdorff 展开的非收敛性导致的计算成本剧增。我们引入一种基于主动空间的 UCCSD(4)/MP2 方法，该方法在选定的主动空间中对 UCCSD 进行四阶 many-body 扰动理论截断，同时将外部激发态处理为 MP2 水平。我们探讨了两种变体：一种是将内部和外部贡献分别求和的 composite 方法，另一种是将振幅器进行耦合的 interacting 方法，以获得更高精度。我们在 GW100 数据集、一种 metaphosphate 水解反应以及受强静态相关性支配的乙烯扭转系统上进行测试。我们的结果表明，针对弱和中等相关系统，采用规范轨道的 interacting 方法稳健可靠，能够准确再现完整 UCCSD(4) 的势能曲线，仅需使用其主动空间中的 15-25% 的虚拟轨道。相比之下，composite 形式对轨道基和主动空间大小较为敏感，导致在基准集合中的系统行为较不规则。对于乙烯扭转这种以强静态相关性为主导的系统，无论是 composite 还是 interacting 形式，均采用规范轨道时都能较好地跟踪完整 UCCSD(4) 参考，但无法缓解其固有的单参考 UCCSD(4) 描述所继承的不物理特征。该主动空间框架为在经典计算机上对相关分子和反应建模提供了可行方法，为资源受限的量子硬件规模化 UCC 计算提供了可行路径。
关键词
引用
@article{arxiv.2602.04782,
title = {Legendre Memory Unit with A Multi-Slice Compensation Model for Short-Term Wind Speed Forecasting Based on Wind Farm Cluster Data},
author = {Mumin Zhang and Haochen Zhang and Xin Zhi Khoo and Yilin Zhang and Nuo Chen and Ting Zhang and Junjie Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.04782},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 11 figures,