Full quantum mechanical modeling of protonated water clusters

质子化水簇的全量子力学建模

基本信息

项目摘要

Over the past two years we have made very substantial progress towards the two main work packages set for the initial proposal: (1) automatic and on-the-fly determination of optimal tree structures in the context of the multi-layer multi-configurational time-dependent Hartree method; (2) full quantum mechanical modeling of the spectroscopy and dynamics of the extended Zundel (EZ) cation. The latter has been described in full dimensionality (51 D) using polyspherical coordinates and an exact kinetic energy operator, and on a very accurate neural-network potential energy surface provided by the group of Prof. D. Marx (U. Bochum). Specifically, we have developed and implemented tools for the automatic construction of wavefunction tensor trees, and we have been able to calculate good quality infrared spectra of the EZ system. The main aim of the extension project is still to push the boundaries for the full quantum dynamical description of flexible and highly correlated molecules and clusters through new methodological developments based on dynamical tensor-networks and the multi-configuration time-dependent Hartree Ansatz and to apply them to the full quantum mechanical description of the EZ cation in the gas phase and in solution. We have come a long way in the desired direction. In the extension period weplan to: (2.1) study in detail the connection between the Zundel and EZ spectra, and from this understand the microsolvation of the excess proton fully quantum-mecanically. (2.2) We plan to study the embedding of the EZ cation in external fields obtained from simulated environments, and thus take definite steps towards a full quantum characterization of the solvated proton in solution. Advancement in those areas will be important for the further understanding of solvated protons, protonated water clusters, and proton-relay networks fully quantum mechanically. Through the methodological developments of this project, we are pushing the state-of-the-art and enabling the full quantum simulation of large and flexible systems beyond current capabilities. Last but not least, all developments are being made immediately available to the community through the worldwide used Heidelberg MCTDH software package.
在过去的两年里,我们在为初始提案设定的两个主要工作包方面取得了非常实质性的进展:(1)在多层多配置时间相关的 Hartree 方法的背景下自动和即时确定最佳树结构; (2) 扩展 Zundel (EZ) 阳离子的光谱和动力学的全量子力学建模。后者已使用多球坐标和精确动能算子以及 D. Marx 教授(U. Bochum)小组提供的非常精确的神经网络势能表面进行全维(51 D)描述。 具体来说,我们开发并实现了自动构建波函数张量树的工具,并且我们已经能够计算出 EZ 系统的高质量红外光谱。该扩展项目的主要目标仍然是通过基于动态张量网络和多构型时间依赖性 Hartree Ansatz 的新方法论发展,突破柔性且高度相关的分子和团簇的完整量子动力学描述的界限,并将其应用于气相和溶液中 EZ 阳离子的完整量子力学描述。我们已经朝着期望的方向走了很长一段路。在延长期内,我们计划:(2.1)详细研究Zundel和EZ光谱之间的联系,并从中完全量子力学地理解过量质子的微溶剂化。 (2.2) 我们计划研究 EZ 阳离子在从模拟环境中获得的外部场中的嵌入,从而采取明确的步骤来对溶液中溶剂化质子进行全面的量子表征。这些领域的进步对于进一步理解溶剂化质子、质子化水簇和完全量子力学的质子中继网络非常重要。通过该项目的方法开发,我们正在推动最先进的技术,并使大型灵活系统的全面量子模拟超出当前的能力。最后但并非最不重要的一点是,所有开发成果都将通过全球使用的海德堡 MCTDH 软件包立即提供给社区。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Oriol Vendrell其他文献

Professor Dr. Oriol Vendrell的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Oriol Vendrell', 18)}}的其他基金

Theory of thermally activated polaritonic chemistry
热激活极化子化学理论
  • 批准号:
    429589046
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
  • 批准号:
    24ZR1403900
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Simulation and certification of the ground state of many-body systems on quantum simulators
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
Mapping Quantum Chromodynamics by Nuclear Collisions at High and Moderate Energies
  • 批准号:
    11875153
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高温气化过程中煤灰矿物质演变规律的量子化学计算与实验研究
  • 批准号:
    50906055
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
广义Besov函数类上的几个逼近特征
  • 批准号:
    10926056
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    3.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
驻波场驱动的量子相干效应的研究
  • 批准号:
    10774058
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于量子点多色荧光细胞标志谱型的CTC鉴别与肿瘤个体化诊治的研究
  • 批准号:
    30772507
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
量子计算电路的设计和综合
  • 批准号:
    60676020
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
半导体物理中的非线性偏微分方程组
  • 批准号:
    10541001
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    4.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
量子点技术对细胞表面蛋白和受体在体内分布的研究
  • 批准号:
    30570686
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: Nonlinear Dynamics and Wave Propagation through Phononic Tunneling Junctions based on Classical and Quantum Mechanical Bistable Structures
合作研究:基于经典和量子机械双稳态结构的声子隧道结的非线性动力学和波传播
  • 批准号:
    2423960
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Protein tyrosine phosphatase non-receptor 14 in vascular stability and remodeling
蛋白酪氨酸磷酸酶非受体 14 在血管稳定性和重塑中的作用
  • 批准号:
    10660507
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Improved optimization of covalent ligands using a novel implementation of quantum mechanics suitable for large ligand/protein systems.
使用适用于大型配体/蛋白质系统的量子力学的新颖实现改进了共价配体的优化。
  • 批准号:
    10601968
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Towards a Quantum-Mechanical Understanding of Redox Chemistry in Proteins
对蛋白质氧化还原化学的量子力学理解
  • 批准号:
    10606459
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Next generation free energy perturbation (FEP) calculations--enabled by a novel integration of quantum mechanics (QM) with molecular dynamics allowing a large QM region and no sampling compromises
下一代自由能微扰 (FEP) 计算——通过量子力学 (QM) 与分子动力学的新颖集成实现,允许较大的 QM 区域且不会影响采样
  • 批准号:
    10698836
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
21BBSRC-NSF/BIO - Evolving quantum mechanical tunnelling in enzymes
21BBSRC-NSF/BIO - 酶中不断发展的量子力学隧道
  • 批准号:
    BB/X000974/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
In Silico Study and Optimization of Molecular Nanomotors for Membrane Photopharmacology
膜光药理学分子纳米马达的计算机研究和优化
  • 批准号:
    10629113
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Absolute binding free energies for virtual screening: A novel implementation of quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) for FEP that allows substantial sampling and a significant quantum region
用于虚拟筛选的绝对结合自由能:用于 FEP 的量子力学/分子力学 (QM/MM) 的新颖实现,允许大量采样和重要的量子区域
  • 批准号:
    10759829
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Multi-Scale Framework for Quantum Mechanical Simulations of Organic Electronics
有机电子量子力学模拟的多尺度框架
  • 批准号:
    EP/P033253/2
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship
CAREER: Multi-scale Mechanical Behavior of Quantum Dot Nanocomposites: Towards Data-driven Automatic Discovery of High-performance Structures
职业:量子点纳米复合材料的多尺度机械行为:迈向数据驱动的高性能结构的自动发现
  • 批准号:
    2145604
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了