多体扰动理论与混合密度函数理论的起点,由适应性压缩交换加速
Victor Wen-Zhe Yu1, Marco Govoni1,2,3
1Materials Science Division, Argonne National Laboratory, Lemont, Illinois 60439, USA.
适应式压缩交换 (ACE) 运算符显著加快了诸如G0W0和Bethe-Salpeter方程 (BSE) 这样的多体扰动理论 (MBPT) 计算. 这种方法可以节省电子结构属性的可控制错误的计算成本.
科学领域:
- 计算化学的计算化学
- 量子力学就是量子力学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 多体扰动理论 (MBPT) 对于精确的电子结构计算至关重要.
- 混合密度函数理论 (DFT) 的起点提供了更高的准确性,但在计算上昂贵.
- 现有的G0W0和Bethe-Salpeter方程 (BSE) 计算方法面临着巨大的计算需求.
研究的目的:
- 引入和评估适应式压缩交换 (ACE) 操作员,以加速MBPT计算.
- 通过使用ACE来证明G0W0和BSE方法的计算节约.
- 为了提高MBPT准确性,使混合DFT起点的有效探索成为可能.
主要方法:
- 使用低级ACE操作员的确切交换操作员的近似值.
- 在G0W0和BSE计算中实施ACE加速电子哈密尔顿式.
- 在没有明确计算空态的情况下计算准粒子能量和光学吸收光谱.
主要成果:
- 在G0W0和BSE计算中,通过ACE操作员实现了大量的计算节省.
- 在计算准粒子能量和激发能量的系统可控错误.
- 在CPU和GPU节点上展示了稳定性和计算收益.
结论:
- ACE 运算器为 MBPT 计算提供了一种计算效率高的方法.
- 这种方法促进了微调混合DFT起点的使用,以提高准确性.
- 该ACE加速方法减少了与Hedin方程中的自我一致性相关的计算成本.
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