克服极端条件下电子结构模拟中的有限尺寸效应

从头算量子蒙特卡洛（QMC）方法原则上允许计算关联多电子系统的精确性质，但一般仅限于在周期性边界条件下模拟有限数目电子 $N$。因此，准确的有限尺寸效应理论对于弥合至热力学极限中的实际应用至关重要。在本工作中，我们重新审视有限温度下的均匀电子气（UEG），因其与诸如温稠密物质等领域的当代研究相关。特别地，我们提出了一种基于密度响应形式的新方案，以消除静态结构因子 $S(q)$ 和相互作用能 $v$ 中的有限尺寸效应。我们证明，该方法通常允许从少至 $N=4$ 个电子出发，在无需任何经验选择或知晓其他 $N$ 值结果的情况下，以约 $\sim0.2\%$ 的相对精度获得热力学极限（TDL）中的 $v$。最后，我们评估了所提方法在增大密度参数 $r_s$ 和降低温度 $T$ 时的适用性。