Bohmian mechanics in the exact factorization of electron-nuclear wavefunction
电子核波函数的精确因式分解[A. Abedi，N. T. Maitra和E. K.联合总，物理修订版Lett 105，123002（2010）]允许我们定义严格的核含时薛定谔方程（TDSE）与含时势能面（TDPES），充分考虑耦合到电子运动和驱动核波包动力学。在这里，我们研究多个经典轨迹的传播是否可以再现量子核运动在强场过程中，当它们的运动是由量子哈密顿-雅可比方程通过应用玻姆力学这个精确的核TDSE。我们证明了多个经典的轨迹传播的力从梯度的确切的TDPES加上玻姆量子势可以重现强场解离动力学的H $_2^+$分子的一维模型。我们的研究结果表明，从Bohmian量子势的力量在产生量子核动力学在这里研究的强场过程中，电离和/或分裂的核概率密度发生不可忽略的作用。
2016-09-11 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Richardson-Gaudin geminal wavefunctions in a Slater determinant basis
在强关联电子模型中，采用了孪波函数。这些波函数表示弱相关电子对的产物，并且合理的近似可以用多项式成本计算。特别是，Richardson-Gaudin状态最近被用作变分分析。这一贡献有助于用量子化学的传统语言解释Richardson-Gaudin波函数。
2020-09-17 physics.chem-ph
Explicitly correlated wavefunctions of the ground state and the lowest quintuplet state of the carbon atom
变分，非相对论能量已被计算的基态（$^3P_g$）和最低的五重态（$^5S_u$）的碳原子，与波函数表示的基础上的投影，明确相关的高斯（ECG）波瓣函数。这些能量的新的精确极限已被估计，相当于$-37.844906(4)$和$-37.691751(2)$ Hartree。利用有限的核质量和领先的标量相对论修正，再现了$^{12}C$的实验激发能，精确度约为7 cm $^{-1}$。
2020-09-17 physics.chem-ph
Exact matrix product state representation and convergence of a fully correlated electronic wavefunction in the infinite basis limit
在这篇文章中，我们提出了一个完全相关的电子波函数的单粒子基础接近完整的精确表示。它由一个半无限的矩阵链组成，矩阵的大小呈指数增长。使用密度矩阵重整化群方法，通过计算C $_2$基态中的核价纠缠，在cc-pVTZ和pVQZ基的增加的子集中，直到达到收敛，来说明完全基极限。
2022-04-06 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Application of Correlated-Wavefunction and Density-Functional Theories to Endofullerenes: A Cautionary Tale
本文通过耦合簇理论数据评估多种密度泛函近似和色散校正对Ne@C$_{70}$双阱势的描述，发现其对数值网格等参数敏感，并呼吁更多实验数据。
2025-10-27 physics.chem-ph
Electronic Non-adiabatic Dynamics in Enhanced Ionization of Isotopologues of H$_2^+$ from the Exact Factorization Perspective
最近表明，在H $_2^+$的增强电离中驱动电子动力学的确切电势可以具有由动态电子-核相关引起的大的贡献，超出了任何基于静电的模型可以提供的贡献[1]。这个势是通过分子波函数的精确因式分解来定义的，它允许为电子系统构建一个薛定谔方程，其中势精确地包含了与核系统和任何外部场的耦合效应。在这里，我们研究增强电离同位素的H $_2^+$，以调查这些条款的核质量依赖于这个过程。我们分解成组件，自然产生的条件波函数的确切的潜力，也到组件所产生的边际电子波函数，并比较这些不同的组件，以及近似的潜力的准静态或Hartree近似的基础上的准确传播的传播性能。提出了一种准经典分析方法，以帮助分析驱动电离电子的电势的不同非静电分量的结构。
2016-12-01 physics.atm-clus physics.chem-ph
An Exact Factorization Perspective on Quantum Interferences in Nonadiabatic Dynamics
当不同电子态的核波函数在非绝热区域相遇并相互作用时，就会出现非绝热量子干涉。在这项工作中，我们分析如何非绝热量子干涉翻译的上下文中的分子波函数的精确因式分解。特别是，我们把我们的注意力集中在依赖于时间的势能面的形状-核动力学发生的确切表面。我们使用一个一维精确可解的模型来再现量子干涉的不同条件，其特征已经在一维中出现。与时间相关的势能面开发复杂的功能时，存在强干扰，在明显的对比观察到的行为，在简单的非绝热交叉的情况下。然而，独立的经典轨迹上传播的确切的时间依赖的势能面合理地保存在配置空间中的分布，模仿的一个确切的核概率密度。
2016-06-30 physics.chem-ph
On the Numerical Solution of the Exact Factorization Equations
耦合电子-离子动力学的精确因式分解（EF）方法将含时分子薛定谔方程改写为两个耦合方程，一个用于核波函数，另一个用于条件电子波函数。这些方程中出现的势提供了对非绝热过程的深入了解，并从这些方程出发制定了新的实用非绝热动力学方法。在这里，我们提供了一个自洽的精确方程的解的第一个演示，其稳定性和收敛性的初步分析。这些方程有一个前所未有的数学形式，涉及到一个非厄米哈密顿量，所以通常的数值方法对含时薛定谔失败时，以一种直接的方式应用到EF方程。我们找到了一种方法，使稳定的传播足够长的时间来见证非绝热行为的模型系统之前，非平凡的不稳定性接管。EF为基础的方法的发展和分析的影响进行了讨论。
2019-02-01 physics.chem-ph
Density functional theory embedding for correlated wavefunctions: Improved methods for open-shell systems and transition metal complexes
密度泛函理论（DFT）嵌入为相关波函数理论（WFT）方法与电子结构的低水平描述的接口提供了形式上精确的框架。在这里，我们报告的技术，以提高精度和稳定性的WFT在DFT嵌入计算。特别是，我们开发自旋相关的嵌入势在限制和不受限制的轨道公式，使WFT在DFT嵌入开壳层系统，我们开发了一种轨道占据冻结技术，以提高收敛的优化有效势（OEP）计算中出现的嵌入势的评估。新的技术证明在应用程序中的范德瓦尔斯绑定乙烯-丙烯二聚体和hexaaquaron（II）过渡金属阳离子。乙烯-丙烯二聚体的解离曲线的计算表明，WFT-in-DFT嵌入在所有距离处再现了0.1 kcal/mol内的完整CCSD（T）能量，消除了由于常规交换相关（XC）泛函而引起的分散相互作用中的误差，同时避免了由于子系统在共价键之间的分配而引起的误差。应用WFT-in-DFT嵌入方法计算六水合二氢吡喃（II）阳离子的低自旋/高自旋分裂能表明，在WFT水平上处理单个过渡金属原子，可以消除对DFT XC泛函的大部分依赖;此外，这些计算证明了开壳层贡献对嵌入势的实质性影响，并且他们认为，由于去除了自旋污染，限制的开壳层WFT-in-DFT嵌入比无限制的开壳层WFT-in-DFT嵌入提供了更好的精度。
2012-12-17 cond-mat.other physics.chem-ph
Explicitly correlated plane waves: Accelerating convergence in periodic wavefunction expansions
我们提出了一个调查到使用一个显式相关的平面波基的周期性波函数展开在二阶Møller-Plesset微扰理论（MP2）的水平。在有限均匀电子气模型中，研究了电子相关能相对于单电子基组的收敛性，并与传统的MP2理论进行了比较。除了广泛使用的Slater型的双子相关因子，我们还推导和研究了一种新的相关因子，我们称之为Yukawa-Coulomb。的Yukawa-Coulomb相关因子的动机是两个电子在一个盒子中的分析结果，并允许进一步改善收敛的相关能量相对于所采用的基组。我们发现，无限离域平面波和本地短程双子的组合提供了一个互补的，并迅速收敛的周期波函数的描述基础。我们希望这种方法将扩大周期系统中离散波函数展开的范围。
2013-07-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.chem-ph
Low-rank decomposition on the antisymmetric product of geminals for strongly correlated electrons
本研究针对多电子体系下APG波函数精确变分计算参数指数增长的问题，提出基于舒尔分解的低秩APG波函数方法，可大幅减少变分参数，同时验证了相关近似方法的性能。
2024-10-09 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Exact factorization-based density functional theory of electrons and nuclei
证明了电子-核系统的基态能量是条件电子密度$n_R(\mathbf{r})$、核波函数$χ(R)$以及由条件电子波函数$Φ_R(r)$导出的诱导矢量势$A_μ(R)$和量子几何张量$\mathcal{T}_{μν}(R)$在核组态空间上的变分泛函，其中$r=\mathbf{r}_1,\mathbf{r}_2,\ldots$为电子坐标，$R=\mathbf{R}_1,\mathbf{R}_2,\ldots$为核坐标.基态$(n_R,χ,A_μ,\mathcal{T}_{μν})$可以通过自洽求解（i）包含有效势$v_{\rm s}(\mathbf{r})$的条件Kohn-Sham方程，该有效势参数依赖于$R$，（ii）$χ(R)$的薛定谔方程和（iii）确定$\mathcal{T}_{μν}$的欧拉-拉格朗日方程来计算。将该理论应用于$E\otimes e$ Jahn-Teller模型。
2016-09-02 physics.chem-ph
The use of the Born-Oppenheimer factorization in the phase-space representation of the time-independent Schrödinger equation for bilinearly coupled harmonic oscillators
本文用Born-Oppenheimer（BO）乘积波函数分析法和相空间束缚轨线法解析地求解了两个双线性耦合谐振子系统[J. S. Molano等人，化学物理快报\textbf{76}（12），138171（2021）]。双线性耦合振荡器系统允许获得量子系统的解析表达式，便于与使用BO拟积的结果进行比较。解析和BO波函数作为抛物柱面函数的乘积得到。精确和BO波函数的抛物柱面函数的自变量通过线性变换与物理坐标相关，分别由矩阵$\mathsf{G}$和$\mathsf{\tilde{G}}$表示。矩阵$\mathsf{G}$的$QU$分解输出与BO $\mathsf{\tilde{G}}$矩阵密切相关的上三角矩阵$\mathsf{U}$。分析了BO非绝热耦合对相空间运动方程稳定性的影响。由Born-Oppenheimer相空间轨迹法得到的本征值和本征函数与解析解非常吻合。
2021-08-25 physics.chem-ph quant-ph
Transfer Learning Meets Embedded Correlated Wavefunction Theory for Chemically Accurate Molecular Simulations: Application to Calcium Carbonate Ion-Pairing
Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出嵌入相关波函数迁移学习框架，用于精确模拟液相分子动力学，通过结合高阶电子交换与相关效应，提升离子配对模拟的化学准确性。
2026-03-16 physics.chem-ph
Simulating one hundred entangled atoms using projected-interacting full configuration interaction wavefunctions corrected by projected density functionals
Texas Christian University（德克萨斯基督教大学）
本文提出了一种结合投影相互作用全配置相互作用与密度泛函理论的方法，用于高效模拟大规模纠缠原子系统，提升量子材料建模的准确性。
2025-06-24 physics.chem-ph quant-ph
A Flexible, Automated, and Basis-Set Insensitive Domain-Based Charge-Transfer Decomposition for Correlated Wavefunctions and its Application to Inter- and Intramolecular Cases
Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦哥白尼大学）
本文提出一种灵活的域基电荷转移分解方法，用于分析相关波函数的激发特性，通过两种域累积策略实现基组无关的电荷转移分析，适用于多种计算设置和激发态模型。
2026-05-14 physics.chem-ph
Conditional wavefunction theory: a unified treatment of molecular structure and nonadiabatic dynamics
我们证明了条件波函数理论能够统一有效地处理相关电子-离子系统的平衡结构和非绝热动力学。多体波函数的条件分解形式上将封闭系统的完整相互作用波函数改写为一组低维（条件）耦合“切片”。我们制定了一个变分波函数的基础上的一组条件的波函数切片的ananterior，并证明其准确性，通过确定氢分子的结构和随时间变化的响应特性。然后，我们扩展这种方法，包括时间依赖性的条件波函数，并解决范式的非平衡过程，包括强场分子电离，激光驱动的质子转移，和贝里相位效应引起的锥形交叉。这一工作为条件波函数理论在有限和扩展体系的平衡态和非平衡态从头算分子模拟中的应用铺平了道路。
2021-07-21 cond-mat.other physics.chem-ph quant-ph
Wavefunctions for large systems as basis for electronic structure calculations
基于多电子波函数的固体电子结构计算一直受到这样一种论点的阻碍，即对于大电子数的波函数不是一个合理的科学概念，因为它们面临指数壁问题。我们表明，这个问题可以避免使用累积量技术在制定波函数。因此，基于多电子函数的固体计算是可能的和有用的。这也包括具有强关联电子的系统。
2015-09-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Different perspectives on the exact factorization for photon-electron-nuclear systems
Université Paris-Saclay, CNRS, Institut de Chimie Physique UMR8000（巴黎萨克雷大学）；Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Sorbonne Université, CNRS, LCT UMR 7616（索邦大学）
本文通过精确分解分析光电子核系统强耦合下的动态，评估非绝热分子动力学方法在分子极子模拟中的性能。
2026-04-23 physics.chem-ph
Fast and accurate nonadiabatic molecular dynamics enabled through variational interpolation of correlated electron wavefunctions
本文提出基于特征向量延拓的变分插值方法，以极少量DMRG训练态在大量几何构型上高精度推断多态势能面、力与非绝热耦合，并成功应用于28原子氢链的光激发非绝热分子动力学。
2024-04-30 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Coupled Cluster-Inspired Geminal Wavefunctions
本文受配对耦合簇启发，提出新的双电子波函数层级，扩展单参考思想，纳入单激发，并基准测试于强关联系统，旨在提供准确且计算可行的替代方案。
2023-10-12 physics.chem-ph
Ultrafast dynamics with the exact factorization
含时电子-核波函数的精确因式分解已成功地应用于量子分子动力学模拟领域，用来解释和模拟光致超快过程。在这项工作中，我们总结了主要的发展，导致制定一个基于几何的方法，来自精确的因式分解方程，能够处理非绝热电子过程，包括自旋轨道耦合和非微扰效应的外部时间依赖性字段。这种基于量子力学的量子经典方法被称为耦合轨道混合量子经典（CT-MQC）算法，其性能在这里进行测试，以研究IBr的光解动力学。
2021-04-01 physics.chem-ph physics.comp-ph
Accurate and Interpretable Representation of Correlated Electronic Structure via Tensor Product Selected CI
针对量子化学中波函数难兼具精确性与可解释性的问题，提出使用局部相关张量积态基组的TPSCI方法，首次应用于开壳层双金属体系，实现大活性空间精确求解并通过多途径分析波函数。
2024-03-11 physics.chem-ph
XC100: A Wavefunction-Derived Exchange-Correlation Energy Dataset for Atomic and Molecular Species
Department of Chemistry, University of Michigan（密歇根大学化学系）
本文提出一种从波函数构建KS交换关联能量的工作流程，生成含100个物种的XC100数据集，为密度泛函评估与开发提供高质量参考数据。
2026-09-22 physics.chem-ph
Systematic Improvement of Quantum Monte Carlo Calculations in Transition Metal Oxides: sCI-Driven Wavefunction Optimization for Reliable Band Gap prediction
本研究提出基于选态组态相互作用（sCI）优化波函数的方法，系统改进扩散蒙特卡洛（DMC）计算，以准确预测LiCoO₂的带隙，揭示传统DFT+U方法的局限，为强相关氧化物电子结构模拟提供更可靠途径。
2024-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Koopman wavefunctions and classical states in hybrid quantum-classical dynamics
我们处理耦合量子和经典系统的可逆动力学。基于作者最近提出的一个方案，我们利用量子-经典混合波函数理论设计了一个耦合动力学的封闭模型，其中量子密度矩阵和经典Liouville分布都保持它们的初始正号.以这种方式，演化允许在任何时候识别相互作用中的经典态和量子态，从而解决一系列严格的一致性要求。将经典力学中的Koopman的希尔伯特空间方法与前量子理论中的van Hove的幺正表示相结合，通过适当的波函数分解，得到了封闭模型的变分结构.此外，我们使用泊松约化对称性，以表明该混合模型具有一个非正则泊松结构，似乎没有出现过。作为一个例子，这种结构专门用于量子二能级系统的情况。
2022-05-24 math-ph math.MP math.SG
Single reference treatment of strongly correlated H$_4$ and H$_{10}$ isomers with Richardson-Gaudin states
本研究将Richardson-Gaudin态作为强关联氢异构体的变分波函数拟设，结合自然轨道泛函和组态相互作用改进描述，解决了短距离下H₁₀低维结构波函数无法被传统对理论描述的问题。
2023-07-25 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Spin-Adapted Neural Network Wavefunctions in Real Space
ByteDance Seed（字节跳动种子团队）；Peking University（北京大学）
针对实空间波函数常忽略自旋的问题，提出自旋适应反对称化方法（SAAM），利用群表示理论在神经网络量子蒙特卡洛中施加精确自旋对称性，无额外超参数即提升精度与效率，成功解析铁硫簇低自旋态能隙。
2025-11-03 cs.AI physics.chem-ph
Smart Machine Learning for Solving the Full Electron-Nuclear Schrödinger Equation with a Quantum-Chemically Inspired Wavefunction Ansatz
University of New Mexico（新墨西哥大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文提出一种量子化学启发的神经网络波函数拟设，结合变分蒙特卡洛与局域能量约束的混合优化，在统一框架Schrödinger中一次训练即可准确求解电子-核薛定谔方程，获得全局势能面并捕捉超越玻恩-奥本海默近似的量子效应。
2026-10-01 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Analysis of divergent dynamics of exactly factorized electron-nuclear wavefunctions
本文分析精确分解电子-核波函数中发散动力学的根源，指出低密度区域数值不稳定性源于波函数发散，并通过光解离最小模型定位问题，为改进XF方法提供理论依据。
2025-10-08 physics.chem-ph
Supersymmetric factorization yields exact solutions to the molecular Stark effect problem for "stretched" states
通过调用超对称性，我们发现了一个条件，在此条件下，极性和极化分子的斯塔克效应问题受到非共振电场变得完全可解。所涉及的相互作用参数的精确可解性条件产生精确的波函数的“拉伸”状态，$|J=m,m>$，并为$|1,1>$状态的情况下，一个纯粹的诱导偶极相互作用。本征能、空间固定偶极矩、取向余弦和角动量的期望值的解析表达式允许容易地逆向工程找到创建具有预定特性的量子态所需的相互作用参数的值的问题。
2011-05-26 math-ph math.MP physics.atom-ph
Unveiling Intrinsic Many-Body Complexity by Compressing Single-Body Triviality
本文提出通过轨道旋转最小化总轨道关联来揭示波函数内禀复杂性，并基于TCCSD拟设构建迭代优化方案，显著提升了对强关联C₂和Cr₂分子基态势能曲线的预测能力。
2024-08-06 physics.chem-ph quant-ph
Accurate molecular dynamics and nuclear quantum effects at low cost by multiple steps in real and imaginary time: using density functional theory to accelerate wavefunction methods
电子结构计算方法的发展和应用越来越精确，这意味着对于许多原子模拟问题来说，将轻核视为经典粒子现在是最严格的近似之一。尽管最近的发展已经大大减少了模拟原子核量子性质的开销，但与先进的电子结构方法相结合时，成本仍然令人望而却步。在这里，我们提出了如何多个时间步长积分器可以结合环聚合物收缩技术（有效地，多个时间步进虚时间），以减少几乎为零的开销建模核量子效应，同时描述原子间的力量在高层次的电子结构理论。这表明MP2和半局部DFT的组合应用于Zundel阳离子。该方法可以与其他方法无缝结合，以降低路径积分计算的计算成本，例如玻尔兹曼算子的高阶因式分解或广义朗之万方程恒温器。
2015-12-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Richardson-Gaudin mean-field for strong correlation in quantum chemistry
用约化的Bardeen-Cooper-Schrieffer哈密顿量的基态本征矢作为波函数，模拟量子化学中的强电子关联。这个波函数是弱相互作用的电子对的产物。虽然其他的孪波函数只能在投影的薛定谔方程中使用，但是本方法可以用多项式代价变分求解。由此产生的波函数被用来计算库仑哈密顿的期望值，我们目前的结果与双占据组态相互作用（DOCI）数据的原子和解离曲线。目前的方法将作为一个多体对理论的起点，就像哈特里-福克是弱关联电子的起点一样。
2020-07-21 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Examining Convergence of Cluster Perturbation Theory and Cluster Coupled Cluster for J1-J2 Heisenberg Spin Lattices
Wesleyan University（卫斯理安大学）
本文通过将团簇微扰理论扩展至cPT7和团簇耦合簇扩展至cCCSDTQ5，验证了团簇平均场方法在热力学极限下对J1-J2海森堡模型的能量收敛性，并讨论了高效计算方法。
2026-09-09 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Wavefunction-Based Analysis of Dynamics Versus Yield of Free Triplets in Intramolecular Singlet Fission
在几种分子内单重态裂变材料中的实验已经表明，三重态-三重态自旋双激子的寿命比直到最近才相信的要长得多，这开启了可以在双激子解离成自由三重态之前湮灭双激子的损耗机制。我们已经进行了多体计算的激发态波函数的假设亚苯基连接的蒽分子，以更好地了解连接剂依赖的行为，被调查的二聚体的较大的并苯作为潜在的单重态裂变候选人。计算揭示了意想不到的功能，我们显示结转到真正的共价连接的并五苯二聚体。相关的三重态-三重态自旋双激子的解离和自由三重态的产生在并苯二聚体中可能是困难的，其中三重态-三重态自旋双激子的形成是真正超快的。相反，相对较慢的双激子形成可能表明较小的自旋双激子结合能和较大的自由三重态产率。现有的实验结果似乎支持这一结论。这两种不同的行为是否是光学单重态产生三重态-三重态的不同机制的结果是一个有趣的理论问题。
2020-11-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Multi-Reference Epstein-Nesbet Perturbation Theory with Density Matrix Renormalization Group Reference Wavefunction
强关联化学体系的精确电子结构计算需要对静态和动态电子关联进行充分的描述，这是量子化学的一个长期挑战。为了准确有效地计算电子的静态和动态关联，本文将密度矩阵重整化群（DMRG）方法和多参考二阶Epstein-Nesbet微扰理论（ENPT 2）结合起来，提出了一种新的计算方法.与以前的基于DMRG的动态相关方法相比，DMRG-ENPT 2方法扩展了适用范围，使我们能够有效地计算具有超过30个轨道的非常大的活性空间的系统。我们通过对H $_2$ S（16 e，15 o）、Hexacene（26 e，26 o）和2D H $_{64}$（42 e，42 o）正方晶格的计算证明了这一点。
2020-02-07 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Embedding via the Exact Factorization Approach
本文提出了一种基于精确因式分解的量子电子嵌入方法来计算多电子系统的静态性质。该方法在原理上是精确的，但实际的力量在于在对小片段计算的高级方法中利用来自整个系统的低级计算的输入，如在其他嵌入方法中一样。这里，使用精确因式分解方法来定义片段上的嵌入哈密尔顿算子。各种哈伯德链模型表明，非常准确的基态能量得到了整个范围内的弱到强关联系统。
2020-02-24 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
