Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2026, выпуск 3 » Статья стр. 231
<<<>>>
Программная реализация и исследование эффективности релятивистского метода связанных кластеров с понижением ранга
Эта работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, Методы тензорного разложения для высокоточного релятивистского моделирования электронной структуры и свойств материалов на основе f-элементов, 24-73-00076
Румянцев А.С.1,2, Олейниченко А.В.1,3, Зайцевский А.В.1
1Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Гатчина, Ленинградская область, Россия
2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
3Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Московская обл., Россия
Email: rumyantsev_as@pnpi.nrcki.ru
Поступила в редакцию: 12 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 4 марта 2026 г.
Принята к печати: 5 марта 2026 г.
Выставление онлайн: 3 апреля 2026 г.
PDF версия
Разработана и реализована в виде пакета программ релятивистская версия метода связанных кластеров с понижением ранга с учетом двукратных возбуждений (RR-RCCD). Метод предназначен для высокоточных расчетов электронной структуры систем, содержащих тяжелые элементы, в основных состояниях с доминированием хартри-фоковского детерминанта. Высокая вычислительная эффективность достигается благодаря одновременному применению приближенного разложения Таккера для тензора кластерных амплитуд и частичного разложения Холецкого для тензора двухэлектронных интегралов. Масштабируемость разработанного метода изучена для серии линейных молекул (AuCN)n, n=1-5. Показано, что для фиксированного и одинакового для всех изученных систем порога отбрасывания сингулярных чисел эффективный ранг тензора кластерных амплитуд растет приближенно линейно с увеличением числа атомов в системе. Это позволяет снизить вычислительную сложность алгоритма релятивистского метода связанных кластеров RCCD с O(N^6) до O(N^5), где N - число одноэлектронных спиноров. Ключевые слова: релятивистский метод связанных кластеров, тензорные разложения, разложение Таккера, частичное разложение Холецкого, релятивистские псевдопотенциалы, цианид золота(I).
  1. R.J. Bartlett, M. Musia. Rev. Mod. Phys. 79, 291--352 (2007)
  2. L.R. Tucker. Psychometrika, 31, 279--311 (1966)
  3. M. Lesiuk. J. Chem. Phys., 156, 064103 (2022)
  4. E.G. Hohenstein, Y. Zhao, R.M. Parrish, T.J. Marti nez. J. Chem. Phys., 151, 164121 (2019)
  5. M. Lesiuk. J. Chem. Theory Comput., 16, 453--467 (2019)
  6. T. Zhao, J.H. Thorpe, D.A. Matthews. J. Chem. Phys. 161, 154110 (2024)
  7. J.V. Pototschnig, A. Papadopoulos, D.I. Lyakh, M. Repisky, L. Halbert, A.S.P. Gomes, H.J.A. Jensen, L. Visscher. J. Chem. Theory Comput., 17, 5509--5529 (2021)
  8. L. Visscher, T.J. Lee, K.G. Dyall. J. Chem. Phys. 105, 8769--8776 (1996)
  9. Y.V. Lomachuk, D.A. Maltsev, N.S. Mosyagin, L.V. Skripnikov, R.V. Bogdanov, A.V. Titov. Phys. Chem. Chem. Phys. 22, 17922--17931 (2020)
  10. D.A. Maltsev, Y.V. Lomachuk, V.M. Shakhova, N.S. Mosyagin, L.V. Skripnikov, A.V. Titov. Phys. Rev. B, 103, 205105 (2021)
  11. V.M. Shakhova, D.A. Maltsev, Y.V. Lomachuk, N.S. Mosyagin, L.V. Skripnikov, A.V. Titov. Phys. Chem. Chem. Phys., 24, 19333--19345 (2022)
  12. A.V. Oleynichenko, Y.V. Lomachuk, D.A. Maltsev, N.S. Mosyagin, V.M. Shakhova, A. Zaitsevskii, A.V. Titov. Phys. Rev. B, 109, 125106 (2024)
  13. P.A. Khadeeva, V.M. Shakhova, Y.V. Lomachuk, N.S. Mosyagin, A.V. Titov. Mol. Phys. Alexander Nemukhin Special Issue, e2483881 (2025)
  14. D. Maltsev, Y. Lomachuk, V. Shakhova, N. Mosyagin, D. Kozina, A. Titov. Scientific Reports, 45, 2045 (2025)
  15. S. Eckel, A.O. Sushkov, S.K. Lamoreaux. Phys. Rev. Lett., 109, 193003 (2012)
  16. H.D. Ramachandran, A.C. Vutha. Phys. Rev. A, 108, 012819 (2023)
  17. A.O. Sushkov, O.P. Sushkov, A. Yaresko. Phys. Rev. A, 107, 062823 (2023)
  18. A.V. Oleynichenko, A.S. Rumiantsev, A. Zaitsevskii, E. Eliav. J. Chem. Phys., 163, 044113 (2025)
  19. A.E. DePrince III, C.D. Sherrill. J. Chem. Theory Comput., 9, 2687--2696 (2013)
  20. U. Bozkaya, C.D. Sherrill. J. Chem. Phys., 144, 174103 (2016)
  21. F. Aquilante, L. Boman, J. Bostr.om, H. Koch, R. Lindh, A.S. de Meras, T.B. Pedersen. Cholesky decomposition techniques in electronic structure theory, in Linear-Scaling Techniques in Computational Chemistry and Physics (Springer Netherlands, 2011) p. 301--343
  22. T.B. Pedersen, S. Lehtola, I.F. Galvan, R. Lindh. Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci., 14, e1692 (2023)
  23. S. Banerjee, T. Zhang, K.G. Dyall, X. Li. J. Chem. Phys., 159, 114119 (2023)
  24. L.S. Blackford, A. Petitet, R. Pozo, K. Remington, R.C. Whaley, J. Demmel, J. Dongarra, I. Duff, S. Hammarling, G. Henry, et al., ACM Trans. Math. Softw., 28, 135 (2002)
  25. E. Anderson, Z. Bai, C. Bischof, S. Blackford, J. Demmel. J. Dongarra, J. Du Croz, A. Greenbaum, S. Hammarling, A. McKenney, D. Sorensen. LAPACK Users. Guide, 3rd ed. (Society for Industrial and Applied Mathematics, Philadelphia, PA, 1999)
  26. Q. Sun, T.C. Berkelbach, N.S. Blunt, G.H. Booth, S. Guo, Z. Li, J. Liu, J.D. McClain, E.R. Sayfutyarova, S. Sharma, S. Wouters, G.K.-L. Chan. Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci., 8, e1340 (2017)
  27. Q. Sun, X. Zhang, S. Banerjee, P. Bao, M. Barbry, N.S. Blunt, N.A. Bogdanov, G.H. Booth, J. Chen, Z.-H. Cui, J.J. Eriksen, Y. Gao, S. Guo, J. Hermann, M.R. Hermes, K. Koh, P. Koval, S. Lehtola, Z. Li, J. Liu, N. Mardirossian, J.D. McClain, M. Motta, B. Mussard, H.Q. Pham, A. Pulkin, W. Purwanto, P.J. Robinson, E. Ronca, E.R. Sayfutyarova, M. Scheurer, H.F. Schurkus, J.E.T. Smith, C. Sun, S.-N. Sun, S. Upadhyay, L.K. Wagner, X. Wang, A. White, J.D. Whitfield, M.J. Williamson, S. Wouters, J. Yang, J.M. Yu, T. Zhu, T.C. Berkelbach, S. Sharma, A.Y. Sokolov, G.K.-L. Chan. J. Chem. Phys., 153, 024109 (2020)
  28. A.V. Oleynichenko, A. Zaitsevskii, N.S. Mosyagin, A.N. Petrov, E. Eliav, A.V. Titov, Symmetry, 15, 197 (2023)
  29. A.V. Oleynichenko. Commun. Comput. Inf. Sci. (accepted) (2025)
  30. A.V. Titov, N.S. Mosyagin. Int. J. Quantum Chem., 71, 359 (1999)
  31. S.J. Hibble, A.C. Hannon, S.M. Cheyne. Inorg. Chem. 42, 4724 (2003)
  32. A.N. Petrov, N.S. Mosyagin, A.V. Titov, I.I. Tupitsyn. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 37, 4621 (2004)
  33. N.S. Mosyagin, A.V. Zaitsevskii, A.V. Titov. Int. J. Quantum Chem., 120, e26076 (2019)
  34. T.H. Dunning. J. Chem. Phys. 90, 1007--1023 (1989).

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme