リアル系へ向けた高スケーラブル電子相関理論の開発と実用

真实系统的高度可扩展的电子相关理论的开发和实际应用

• 批准号: 20038046
• 负责人: 柳井 毅
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Institute for Molecular Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20038046/
• 关键词: 理論科学; 量子化学; 電子相関; 計算化学; 理論化学; 大規模計算; 疎表現

高スケーラブルな新規電子相関計算法の基礎理論として、電子相関計算のボトルネックとなる積分変換計算を効率化するような「局所ハミルトニアン法」を提唱し、その基礎理論を確立した。本提案手法では、この変換計算に対して、局在化分子軌道を変換基底として利用し、基底空間を区分けし、各区分けで小さな積分変換を行う。そして区分同士の相互作用も低次まで考慮する積分変換を行う。局所ハミルトニアン法の基礎理論を計算機上に実装し、その性能を評価した。(LiH)n鎖をテスト分子として、局所ハミルトニアン法による積分変換計算の計算コスト(総flop数)を見積もった。見積もりでは、ハミルトニアン分割での打ち切りを判定する敷居として、分割領域の二組(IJ)の空間的距離が15bohr以内の組み合わせのみを考慮し、さらにScwarzの公式を用いたprescreeningを施した。長鎖の(LiH)nに対して、総flops数は、鎖長に対して良好な低次スケーリングを示し、ほぼlinear scalingな計算コストであった。従来のo(N^5)の計算コストである計算法と比較して、局所ハミルトニアン法の計算は、n=15～20程度ですでに効率よい計算であることを示した。上の開発で得られた、局在化分子軌道ベースの打ち切り近似ハミルトニアンを利用することで、Pulay、Wernerらの局所電子相関法LMP2法を実装することができる。PulayやWernerらによる実装は、積分変換が難所であったが、本研究では「局所ハミルトニアン」をその強力な処方箋として大規模計算に活用できると期待される。DNA Base-Pairをテスト分子として、Base Pairの相互作用エネルギーをLMP2により求めた。局所ハミルトニアンの分割として2種類の分割様式を試したが、分割様式によらず二種類の計算は誤差が少なく良い一致を示した。分割ではBase Pairの水素結合を切っているが、従来型のMP2計算の結果と比較しても遜色ない精度を算出することを確認した。以上の結果から、本手法の基礎的なアルゴリズムは大まかに形成されたと言える。

On the basis of computer phase calculation, computer, computer, In this proposal, the system is used to calculate the operation of the system, the use of the base station, the division of the base space, and the active division of each area. To distinguish the interaction between students and scholars, to make a positive analysis of the interaction between students and scholars. On the basis of the theory of basic theory, the computer is installed on the computer, and the performance of the computer is tested. (LiH) on the basis of the molecular data, the local government and the local government, the number of flop is calculated and calculated. It is determined that the distance from the IJ to the distance from the 15bohr is within the distance between the two parts of the field. The formula for the Scwarz is tested by the prescreening. Long-term performance (LiH), flops count, long-term performance, good performance, low-frequency, high-speed, low-frequency, high-speed, low-frequency, low-frequency, high-speed, high-temperature, low-frequency, low-frequency, high-speed, low-frequency, high-speed, low (n ^ 5) calculation, calculation, calculation and calculation. In the last part of the paper, we have made use of the computer phase analysis method, the LMP2 method, which is used by the local government, Pulay and Wernership. in this paper, we use the computer phase analysis method of the computer phase analysis method of the computer phase analysis method, such as the computer phase analysis method and the LMP2 method. In this study, the Pulay Werner information system is widely used, and in this study, there is a significant increase in the number of people who are expected to be used. DNA Base-Pair molecules, Base Pair interactions, LMP2 interactions. According to the system of the bureau, there is a good agreement on the calculation of the difference between the two parts of the computer. The water content of the split Base Pair was combined with the results of the MP2 calculation results to compare the accuracy of the color measurement. As a result of the above results, the basic information of this technique has resulted in the formation of a large number of people.

项目成果

高精度電子相関理論と有機・金属分子の大規模量子化学計算

有机、金属分子高精度电子关联理论与大规模量子化学计算

• 发表时间: 2009
• 作者: Y.Kita;T.Udagawa;M.Tachikawa;柳井毅;柳井毅;柳井毅
• 通讯作者: 柳井毅

Canonical Transformation for An Efficient Multireference Electronic Structure Method

高效多参考电子结构方法的规范变换

• 发表时间: 2008
• 作者: Y.Kita;S.Hayashi;I.Kinoshita;M.Tachibana;M.Tachikaw a;K.Kobayashi;M.Tanimura;Y Honda et.al.;柳井毅
• 通讯作者: 柳井毅

Quadratic canonical transformation theory and higher order density matrices

二次正则变换理论和高阶密度矩阵

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Chemical Physics 130
• 作者: Walid Mohamed Ibrahim Hassen;Wilfredo Credo Chung;Noriyuki Shimakura;Shiro Koseki;Hirohiko Kono;Yuichi Fujimura;E. Neuscamman
• 通讯作者: E. Neuscamman

Frontiers in Quantum Systems in Chemistry and Physics, Series : Progress in Theoretical Chemistry and Physics, Vol.18, edited by S. Wilson et.al.

化学和物理量子系统前沿，系列：理论化学和物理进展，第 18 卷，由 S. Wilson 等人编辑。

• 发表时间: 2008
• 作者: Toshio Asada;Tadayoshi Takahashi;and Shiro Koseki;G. K-L. Chan
• 通讯作者: G. K-L. Chan

Multireference quantum chemistry through a joint density matrix renormalisation group and canonical transformation theory

通过联合密度矩阵重正化群和正则变换理论的多参考量子化学

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Chemical Physics 132
• 作者: 櫻井乃梨子、戸田幹人、渕上壮太郎;木寺詔紀;戸田幹人;M.Toda;戸田幹人;Yoshihiro Watanabe;Takashi Nakabuchi;T.Yanai
• 通讯作者: T.Yanai