Due to its favorable computational efficiency time-dependent (TD) density functional theory (DFT) enables the prediction of electronic spectra in a high-throughput manner across chemical space. Its predictions, however, can be quite inaccurate. We resolve this issue with machine learning models trained on deviations of reference second-order approximate coupled-cluster singles and doubles (CC2) spectra from TDDFT counterparts, or even from DFT gap. We applied this approach to low-lying singlet-singlet vertical electronic spectra of over 20 thousand synthetically feasible small organic molecules with up to eight CONF atoms. The prediction errors decay monotonously as a function of training set size. For a training set of 10 thousand molecules, CC2 excitation energies can be reproduced to within $\pm$0.1 eV for the remaining molecules. Analysis of our spectral database via chromophore counting suggests that even higher accuracies can be achieved. Based on the evidence collected, we discuss open challenges associated with data-driven modeling of high-lying spectra, and transition intensities.
Constrained Nuclear-Electronic Orbital Time-Dependent Density Functional Theory for Excited-State Dynamics with Nuclear Quantum Effects
Theoretical Chemistry Institute and Department of Chemistry, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校理论化学研究所和化学系）；Center for Advanced Materials Research, Beijing Normal University（北京师范大学先进材料研究中心）
Significant Role of DNA Backbone in Mediating the Transition Origin of Electronic Excitations of B-DNA - Implication from Long Range Corrected TDDFT and Quantified NTO Analysis
Nonequilibrium Solvent Polarization Effects in Real-Time Electronic Dynamics of Solute Molecules Subject to Time-Dependent Electric Fields: A New Feature of the Polarizable Continuum Model
Exact two-component TDDFT with simple two-electron picture-change corrections: X-ray absorption spectra near L- and M-edges of four-component quality at two-component cost
X射线吸收光谱（XAS）由于具有高的空间和元素灵敏度而在近年来得到普及。然而，XAS的理论建模是一项具有挑战性的任务，因为XAS光谱具有精细结构，由于标量（SC）和自旋轨道（SO）相对论效应，特别是在L和M吸收边附近。虽然XAS的全四分量（4c）计算现在是可行的，但仍然有兴趣开发近似相对论方法，使XAS计算在两个分量（2c）水平，同时保持父4c方法的准确性。在这篇文章中，我们提出了两个简单而准确的2c方法的基础上（扩展）原子平均场精确的两个组件的哈密顿框架，（e）amfX 2C，计算XAS使用线性本征值和阻尼响应时间依赖密度泛函理论（TDDFT）的理论和数值见解。与常用的单电子X2 C（1 eX 2C）哈密顿量相反，amfX 2C和eamfX 2C都考虑了由X2 C变换引起的SC和SO双电子和交换相关图像变化（PC）效应。正如我们在过渡金属和锕系化合物的L-和M-边XAS光谱上所证明的那样，在1 eX 2C近似中没有PC校正导致SO分裂的大幅高估，而（e）amfX 2C哈密顿量再现了所有基本的光谱特征，如形状，位置和4c参考的SO分裂，同时提供了显着的计算节省。因此，（e）amfX 2C PC校正模型构成了可靠的相对论2c量子化学方法来模拟XAS。
Ab Initio Many-Body Perturbation Theory Calculations of the Electronic and Optical Properties of Cyclometalated Ir(III) Complexes
环状Ir（III）化合物是有机发光二极管中作为有机发光体的优选选择。在实践中，被精心设计的配体包围的过渡金属的存在允许发射频率的微调以及器件的良好效率。为了支持新化合物的开发，通常将实验测量与吸收和发射光谱的从头计算进行比较。这些计算的标准方法是具有混合交换和相关泛函的TDDFT，如B3 LYP。由于这些化合物的大小，更复杂的量子化学方法的应用可能具有挑战性。在这项工作中，我们使用多体微扰理论的方法（特别是GW近似的Bethe-Salpeter方程）实施高斯基组，计算准粒子的性质和吸附光谱的六个环状Ir（III）配合物后面TDDFT。在所提出的结果中，我们比较了标准的TDDFT模拟与BSE计算上进行的微扰G 0 W 0和占特征值自洽。此外，为了详细研究DFT起始点的影响，我们集中在Ir（ppy）3从不同的DFT交换和相关势开始进行GW-BSE模拟。
The PubChemQC Project: a large chemical database from the first principle calculations
在本研究中，我们通过{ \it ab initio}计算构建了一个大型的分子数据库。目前，我们已经有超过153万的6- 31 G * B3 LYP优化几何和10个激发态的6-31+G* TDDFT计算。在计算分子时，我们只参考国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）对化学式的InChI（国际化学标识符）表示，因此没有参考实验数据。这些结果在http://pubchemqc.riken.jp/上向公众开放。分子数据取自PubChem项目（http：//pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/），该项目是世界上最大的（列出了约6300万个分子）和免费（公共领域）数据库之一。我们的最终目标是，利用这些数据，开发一个分子搜索引擎或分子专家系统，以找到具有所需特性的分子。
Orbital Transformers for Predicting Wavefunctions in Time-Dependent Density Functional Theory
Department of Computer Science and Engineering, Texas A&M University（计算机科学与工程系，德克萨斯大学阿马尔科分校）；Department of Materials Science and Engineering, Texas A&M University（材料科学与工程系，德克萨斯大学阿马尔科分校）；J. Mike Walker ’66 Department of Mechanical Engineering, Texas A&M University（J. Mike Walker ’66 机械工程系，德克萨斯大学阿马尔科分校）；Department of Electrical and Computer Engineering, Texas A&M University（电气与计算机工程系，德克萨斯大学阿马尔科分校）；Department of Physics and Astronomy, Texas A&M University（物理与天文学系，德克萨斯大学阿马尔科分校）
Critical point search and linear response theory for computing electronic excitation energies of molecular systems. Part I: General framework, application to Hartree-Fock and DFT
CERMICS, Ecole des Ponts - Institut Polytechnique de Paris and Inria（巴黎路桥学校-巴黎理工学院计算数学与控制系统中心及法国国家信息与自动化研究所）
Assessment of the LFAs-PBE exchange-correlation potential for high-order harmonic generation of aligned H2+ molecules
我们研究了我们最近开发的LFAs-PBE交换相关（XC）势的性能[C.- R. Pan，P.- T.方和J. - D. Chai，Phys.Rev.A，2013，87，052510]，采用时间依赖性密度泛函理论（RT-TDDFT）的实时公式，对平行和垂直于强线性偏振激光脉冲的偏振取向的H2+分子的高次谐波产生（HHG）光谱和相关性质进行了研究。将所得结果与含时薛定谔方程的精确解以及其它XC势在RT-TDDFT中的精确解进行了比较。由于其正确的（-1/r）渐近线，LFAs-PBE势显着优于传统的XC势的HHG光谱和性能是敏感的XC势渐近线。因此，LFAS-PBE势，它具有类似于流行的Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）势的计算成本，可以是非常有前途的大型电子系统的基态，激发态和时间依赖性的研究，扩展了密度泛函方法的适用性，为各种应用。
