Excited States of Methylene, Polyenes, and Ozone from Heat-Bath Configuration Interaction
亚甲基的电子激发态（CH $_2$），乙烯（C $_2$ H $_4$），丁二烯（C $_4$ H $_6$），己三烯（C $_6$ H $_8$），和臭氧（O $_3$）由于其静态和动态相关性的复杂混合物而长期被证明是具有挑战性的。半随机热浴组态相互作用（SHCI），有效地和系统地接近全组态相互作用（FCI）的限制，是用来提供密切的近似FCI能量在这些系统中。本文介绍了迄今为止最大的FCI水平计算-在己三烯上使用极化双zeta基（ANO-L-pVDZ），它产生了一个包含多个$10^{38}$行列式的希尔伯特空间。这些计算给出了$2^1{\rm A}_{\rm g}$和$1^1{\rm B}_{\rm u}$态的垂直激发能分别为5.58和5.59 eV，表明它们接近简并。发现丁二烯/ANO-L-pVDZ中相同的激发能为6.58和6.45 eV。除了这些基准，我们的计算强烈支持存在一个以前假设的环最小的臭氧物种，位于1.3 eV以上的开环最小能量结构，并从它分开的障碍1.11 eV。
2018-03-15 physics.chem-ph physics.comp-ph
Vibrational Heat-Bath Configuration Interaction
介绍了振动热浴组态相互作用（VHCI）作为计算非简谐系统振动本征态的一种精确而有效的方法。受电子结构理论起源的启发，VHCI是一种选择性CI方法，它使用一个简单的标准来识别具有非谐力常数的预排序列表的重要基态。屏蔽二阶微扰理论和简单的外推技术提供了显着的改进变分能量估计。我们基准VHCI的四个分子与12至48度的自由度，并使用非谐势能面截断在第四和第六阶。对于所有研究的分子，VHCI产生振动光谱的几十个或几百个国家的子波数精度在低计算成本。
2020-10-23 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Heat-bath Configuration Interaction: An efficient selected CI algorithm inspired by heat-bath sampling
我们引入了一种新的选择配置相互作用加扰动理论算法，该算法基于我们最近高效的热浴采样算法的确定性模拟。这种热浴配置相互作用（HCI）算法利用两个参数，控制速度和精度之间的权衡，一个控制的决定因素的选择添加到变分波函数，和一个控制的决定因素的选择用于计算微扰修正的变分能量。我们表明，HCI提供了一个准确的处理静态和动态的相关性计算的多参考碳二聚体的势能曲线在cc-pVDZ的基础上。然后，我们证明了HCI的速度和准确性，通过恢复完整的配置相互作用能的碳二聚体在cc-pVTZ的基础上和强相关的铬二聚体在Ahlrichs VDZ的基础上，相关的所有电子，精度优于1 mHa，在短短几分钟内在一个单一的核心。这些系统分别有3 × 10^14和2 × 10^22个行列式的全变分空间。
2016-06-23 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Effects of system-bath coupling on Photosynthetic heat engine: A polaron master equation approach
本文应用极化子主方程，在较宽的参数范围内研究了光系统II反应中心（PSII RC）激发的量子热机（QHE）模型中，系统浴耦合对电荷转移过程的影响.详细讨论了镀液相关性和温度的影响，以及这些因素的综合作用。结果表明，各种动力学行为。我们解释这些结果的噪声辅助运输效应和动力学本地化，这对应于两个机制的光合复合物中的传输过程的基础：一个是共振能量转移，另一个是动力学本地化效应捕获的极化子主方程。系统浴耦合和浴相关性的影响被纳入有效的系统浴耦合强度确定是否噪声辅助传输效应或动力学本地化占主导地位的动力学和温度调制的平衡的两种机制。此外，这两种机制可以归因于一个物理来源：浴引起的波动。这两种机制是在各自的参数范围内，浴引起的波动所起的双重作用的体现。此外，我们发现，QHE的有效电压表现出优越的鲁棒性相对于浴噪声，只要系统耦合强度不是太大。
2016-11-03 physics.chem-ph quant-ph
Heat-Bath Cooling of Spins in Two Amino Acids
热浴冷却是自旋的实用算法冷却的一个组成部分，这是一种可能对体内13 C光谱有用的方法，特别是对于其中离体超极化的底物无效的延长的代谢过程。我们将热浴冷却应用于1，2 - 13 C2-氨基酸，使用α质子将熵从选定的碳转移到环境中。对于谷氨酸和甘氨酸，两个碳原子都被冷却了约2.5倍，在其他实验中，C1的极化几乎加倍，而所有其他自旋都有平衡极化，表明总熵减少。研究了添加钆对比剂Magnevist对谷氨酸盐热浴冷却的影响。
2011-10-26 physics.chem-ph q-bio.BM quant-ph
Nonequilibrium system-bath entanglement theorem versus heat transport
在这项工作中，我们将最近建立的系统浴纠缠定理（SBET）[J. Chem. Phys. 152，034102（2020）]扩展到非平衡场景，其中任意系统耦合到不同温度下的多个高斯浴环境。虽然现有的SBET连接的纠缠系统浴响应函数的本地系统，扩展的理论是关注的非平衡稳态量子传输电流通过分子结。新理论建立在广义朗之万方程的基础上，与量子体系中的非平衡态热力学有着密切的联系。
2021-12-03 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Accurate energies of transition metal atoms, ions, and monoxides using selected configuration interaction and density-based basis-set corrections
半随机热浴组态相互作用（SHCI）方法是一种选择组态相互作用加微扰理论方法，它为许多具有单参考和多参考特性的系统提供了接近全组态相互作用（FCI）水平的精度。然而，获得准确的能量在完整的基组限制阻碍了缓慢收敛的FCI能量相对于基础的大小。在这里，我们表明，最近开发的基组校正方法的基础上范围分离的密度泛函理论可以用来显着加快基组收敛SHCI计算。特别是，我们研究了两个这样的计划，不同的功能使用，并将它们应用到过渡金属原子和一氧化物，以获得总的，电离和解离能以及收敛到完整的基组限制内的化学精度。
2021-11-16 physics.chem-ph
Extracting Work From A Single Heat Bath
我们在这里提出一个机器，是能够提取的工作，从一个单一的热浴。虽然在机器的操作中不涉及显著的温度梯度，但是可以实现高达1的卡诺效率。这台机器的工作原理是根据麦克斯韦提出的一个恶魔来解释的。利用溶液中分子的动能谱，恶魔可以将“更热”的分子以牺牲其自身能量为代价发送到更高的引力势。由于浓度梯度和半透膜的使用而产生的化学势差确保了连续的循环过程。
2004-12-02 physics.chem-ph
Two-level system in spin baths: Non-adiabatic dynamics and heat transport
本文利用非相互作用blip近似研究了两态子系统在独立自旋浴中的非绝热动力学，并导出了相应记忆核的精确解析表达式。我们表明，在热力学极限，当子系统浴耦合稀释（均匀）在许多（无限）自由度，我们的表达式减少到已知的结果，对应于谐波浴与一个有效的，温度依赖性，谱密度函数。然后，我们继续和研究的热流特性的非平衡自旋-自旋-浴模型，与两个状态的子系统桥接两个不同温度的热自旋浴。我们比较这个模型的行为的情况下，自旋连接玻色子浴，并证明两个模型之间的显着的定性差异。具体来说，我们专注于热二极管效应的发展，并表明自旋-自旋-浴模型不能支持它在弱（子系统-浴）耦合，而在中间强耦合制度的整流性能胜过自旋玻色子模型。
2014-03-04 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Dynamics of a metastable state nonlinearly coupled to a heat bath driven by an external noise
基于系统-储层模型，系统与热池非线性耦合，热池受外部平稳高斯噪声调制，导出了具有空间相关摩擦和乘性噪声的广义Langevin方程，并构造了相应的Fokker-Planck方程，该方程适用于短关联时间，用空间相关扩散系数研究了中到大阻尼区中亚稳态的逃逸率。通过考虑模型立方势中的动力学，我们对结果进行了数值分析，与理论预测符合得很好。数值计算表明，通过适当调节外部噪声的相关时间，可以提高速率。
2006-12-11 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Orbital Optimization in Selected Configuration Interaction Methods
研究了几种选择组态相互作用加微扰理论（SCI+PT）方法中的轨道优化方法，并利用半随机热浴组态相互作用（SHCI）方法对三个分子的基态和激发态进行了测试.讨论了SCI中轨道优化问题与完全主动空间自洽场（CASSCF）中轨道优化问题的相似之处和不同之处。这些方法从自然轨道出发，根据它们如何处理组态相互作用（CI）系数和轨道参数之间的耦合，分为三类优化方法，即非耦合，完全耦合和准完全耦合方法。我们证明，考虑耦合是至关重要的快速收敛，并建议两个准完全耦合的方法，这样的应用程序：加速对角牛顿和Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno（BFGS）。
2021-06-27 physics.chem-ph
Finite temperature dynamics in a polarized sub-Ohmic heat bath: a hierarchical equations of motion-tensor train study
本文通过解析与数值精确方法研究极化亚欧姆热浴中自旋-玻色子模型的有限温度动力学，发现分叉现象，温度对动力学的影响在分叉前后相反，且对初始制备和热效应敏感。
2024-02-03 physics.chem-ph
A Nonequilibrium Variational Polaron Theory to Study Quantum Heat Transport
基于对具有有效温度的非平衡稳态（NESS）的分析，我们提出了一种非平衡变分极化子变换来研究纳米尺度下的量子热输运。通过将变分极化子变换主方程与全计数统计相结合，我们将极化子框架的适用性扩展到了超欧姆浴模型之外的非平衡过程.在此之前，基于极化子的量子热输运框架完全简化为欧姆浴模型的非相互作用光点近似（NIBA）形式主义，这是由于与全极化子变换相关的红外发散问题。非平衡变分法使我们能够适当地处理红外发散的低频浴模式，并明确地包括跨浴相关效应。这些改进提供了更准确的计算热流比NIBA形式主义欧姆浴模型。我们说明了上述改进与非平衡自旋玻色子模型在这项工作中，并定量地证明了跨浴相关，电流周转，和整流效应的量子传热。
2019-07-03 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Optical response of laser-driven charge-transfer complex described by Holstein-Hubbard model coupled to heat baths: Hierarchical equations of motion approach
研究了凝聚相电荷转移复合物在激光外场作用下的光学响应。我们的模型包括一个瞬时的短程库仑相互作用和一个本地的光学振动模式所描述的Holstein-Hubbard（HH）模型。虽然表征的HH模型的散装系统通常已进行使用复杂的相图，这种方法是不够的，在有限的温度下的动力学行为的调查，特别是非线性光学性质的研究，其中的时间不可逆性的动态，从环境中产生的变得显着。因此，我们在模型中包括具有无限热容量的热浴，以将以波动和耗散为特征的热效应引入系统动力学。通过减少热浴的自由度的数量，我们推导出数值“精确”的运动（HEOM）的HH系统的减少密度矩阵的分层方程。作为演示，我们计算了系统的光学响应在两个和四个网站的情况下，外部电场。结果表明，体系-熔池耦合的有效强度随位数的增加而增大。当库仑排斥等效于或主导电子-声子耦合时，电子的激发促进导电性，而光学振动的激发总是抑制导电性。
2021-07-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.chem-ph
