单粒子描述中量子动力学的矩传播理论
化学物理
2024-01-12 v1
摘要
我们提出了一种在单粒子描述中以矩的形式进行量子动力学的新理论公式。通过用递增阶次的矩来表达量子动力学，而非像含时密度泛函理论中通常所做的那样使用单粒子波函数，我们描述了一种降低模拟量子动力学高昂计算成本的方法。通过推导矩的一阶和二阶时间导数的解析表达式，给出了矩的运动方程，并开发了一种数值方案，通过像经典分子动力学模拟中那样将矩展开为泰勒级数来进行量子动力学。我们利用这一理论形式，在一个可以推导出解析精确解的一维简单模型系统上提出了几种数值方法。还讨论了这些方法在一个非简谐系统中的应用，以说明其普适性。我们也讨论了使用人工神经网络模型来规避矩的二阶时间导数的数值计算，这与经典分子动力学模拟中的做法类似。
引用
@article{arxiv.2401.04780,
title = {Theory of Moment Propagation for Quantum Dynamics in Single-Particle Description},
author = {Nicholas Boyer and Christopher Shepard and Ruiyi Zhou and Jianhang Xu and Yosuke Kanai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.04780},
year = {2024}
}