Fast evaluation of two-center integrals over Gaussian charge distributions and Gaussian orbitals with general interaction kernels.
Fast evaluation of two-center integrals over Gaussian charge distributions and Gaussian orbitals with general interaction kernels.
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使用一般相互作用核快速评估高斯电荷分布和高斯轨道上的二中心积分。
DOI：
--
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发表时间：
2020
影响因子：
5.5
通讯作者：
G. Knizia
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mieke Peels;G. Knizia
我们提出了有效的算法计算两个中心的积分和积分导数，一般的相互作用内核K（r12），在高斯电荷分布的一般角动量l。虽然制定了传统的从头集成技术，充分的推导和所需的辅助信息，以及参考实现，使其他领域的内容访问。具体地说，所提出的算法是基于自适应的McMurchie-Davidson递归关系（MDRR）结合固体谐波变换的分析性质，这避免了所有中间递归除了适应MDRR本身，并允许它被应用到完全收缩的辅助核积分。该技术特别适合于半经验分子轨道方法，在那里它可以作为Slater-Koster表的更通用和有效的替代品，以及采用密度拟合的第一原理量子化学方法。但形式主义的高效率和处理一般的相互作用内核K（r12）和多极高斯电荷分布的能力也可能是感兴趣的静电相互作用和短程交换和电荷渗透效应在经典力场和模型势建模。利用所提出的技术，4894 Feat 4894 univ-JKFIT库仑矩阵JAB=| 1/r12|在2018年第二季度笔记本电脑CPU上，无需任何筛选或近似，即可在50 ms内计算出B（183 MiB）。
We present efficient algorithms for computing two-center integrals and integral derivatives, with general interaction kernels K(r12), over Gaussian charge distributions of general angular momenta l. While formulated in terms of traditional ab initio integration techniques, full derivations and required secondary information, as well as a reference implementation, are provided to make the content accessible to other fields. Concretely, the presented algorithms are based on an adaption of the McMurchie-Davidson Recurrence Relation (MDRR) combined with analytical properties of the solid harmonic transformation; this obviates all intermediate recurrences except the adapted MDRR itself, and allows it to be applied to fully contracted auxiliary kernel integrals. The technique is particularly well-suited for semi-empirical molecular orbital methods, where it can serve as a more general and efficient replacement of Slater-Koster Tables, and for first principles quantum chemistry methods employing density fitting. But the formalism's high efficiency and ability of handling general interaction kernels K(r12) and multipolar Gaussian charge distributions may also be of interest for modeling electrostatic interactions and short-range exchange and charge penetration effects in classical force fields and model potentials. With the presented technique, a 4894 ✕ 4894 univ-JKFIT Coulomb matrix JAB=⟨A|1/r12|B〉 (183 MiB) can be computed in 50 ms on a Q2'2018 notebook CPU, without any screening or approximations.
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影响因子：
4.4
作者：
Cisneros, G. Andres;Piquemal, Jean-Philip;Darden, Thomas A.
通讯作者：
Darden, Thomas A.
影响因子：
1.7
作者：
H. Werner;G. Knizia;F. Manby
通讯作者：
H. Werner;G. Knizia;F. Manby
用于积分旋转的球面张量梯度算子方法：Slater-Koster 表的简单、高效且可扩展的替代方案。
DOI：
10.1063/1.2945897
发表时间：
2008
期刊：
The Journal of chemical physics
影响因子：
--
作者：
Giese,TimothyJ;York,DarrinM
通讯作者：
York,DarrinM
影响因子：
62.1
作者：
Cisneros, G. Andres;Karttunen, Mikko;Ren, Pengyu;Sagui, Celeste
通讯作者：
Sagui, Celeste