Restoring size consistency of approximate functionals constructed from the adiabatic connection
通过对密度泛函理论的绝热联系（AC）被积函数进行非线性建模而得到的近似交换相关泛函具有许多吸引人的特点，几乎不含参数，满足不同的精确性质，但它们也有一个根本的缺陷：它们违反了对计算分子体系相互作用能至关重要的尺寸一致性条件。我们表明，在AC为基础的泛函的大小一致性可以恢复在一个非常简单的方式，在没有额外的计算成本。一个大的基准分子相互作用能的结果表明，泛函的基础上的相互作用强度插值近似显着更准确的二阶微扰理论。
2018-05-24 physics.chem-ph
Strong-interaction limit of an adiabatic connection in Hartree-Fock theory
我们表明，主导项的强相互作用极限的绝热连接，具有弱相互作用展开的Moeller-Plesset微扰理论，可以完全确定从一个功能的Hartree-Fock密度。我们分析了这个功能和突出的相似性和差异与强相互作用限制的密度固定的绝热连接的情况下的Kohn-Sham密度泛函理论。
2018-12-03 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Toward more accurate adiabatic connection approach for multireference wave functions
多组态绝热连接（AC）的形式主义是一个有吸引力的方法来计算动态相关CASSCF和DMRG模型。AC的实际实现基于两种近似：i）在零耦合常数极限处固定单电子和双电子约化密度矩阵（1-RDM和2-RDM）和ii）扩展无规相位近似（ERPA）。本文研究了在AC中去除“固定RDM”近似的影响。分析进行了两个电子哈密顿分区：群积函数和Dyall哈密顿。精确的参考AC被积函数由DMRG FCI求解器生成。两个AC模型进行了研究，采用精确的1-和2-RDM或其二阶展开的耦合常数的ERPA方程。对模型分子的计算表明，提高固定RDM近似是提高现有AC近似精度的一种可行方法。
2022-10-17 physics.chem-ph
Large coupling-strength expansion of the Møller-Plesset adiabatic connection: From paradigmatic cases to variational expressions for the leading terms
我们详细研究的前三个主导项的大耦合强度极限的绝热连接，具有弱相互作用膨胀的Møller-Plesset微扰理论。我们首先专注于H原子，无论是在自旋极化和自旋非极化的情况下，报告的数值和分析结果。特别是，我们推导出一个渐近方程，原来有简单的分析解决方案，某些渠道。渐近H原子的自旋非极化的情况下的解决方案，然后示出变分优化的多电子自旋限制的封闭壳层的情况下，提供大的耦合强度密度泛函的表达式到第三个领先的顺序。我们还分析了H2分子和均匀电子气。
2020-10-26 physics.chem-ph
Generalized adiabatic connection in ensemble density-functional theory for excited states: example of the H2 molecule
提出了一种广义绝热系综联络（GACE）.与传统的绝热连接公式相反，系综权重和相互作用强度都可以沿着GACE路径变化，而系综密度保持固定。该理论是为非简并两态系综，但它可以在原则上扩展到任何分数占据的激发态系综。在这样的形式主义的系综交换相关密度泛函能量的精确表达式，在传统的基态交换相关能量，通过集成的系综重量。因此，严格的约束功能时，通过二阶的合奏权重扩展合奏交换相关能。为了说明的目的，在最小的基础上给出了H2模型系统的GACE的解析推导，从而得到了系综交换相关能的简单密度函数近似。用这种近似方法在大基组下描述了H2分子中第一个^1 <$^+_g激发与键拉伸的关系，得到了令人鼓舞的结果。最后，一个范围相关的GACE已被导出，从而提供了一个严格的状态平均多行列式密度泛函理论的发展途径。
2013-10-16 physics.chem-ph
Gradient expansions for the large-coupling strength limit of the Møller-Plesset adiabatic connection
绝热连接，具有弱相互作用的膨胀Møller-Plesset微扰系列最近已被证明有一个大的耦合强度膨胀的泛函的Hartree-Fock密度具有明确的物理意义。在这项工作中，我们准确地评估这些密度泛函，我们从中性原子的数据中提取二阶梯度系数，以下的想法类似于文献中所使用的交换，进行了一些修改。这些新的梯度展开将是执行插值的关键成分，这些插值已经被证明可以显着减少大型非共价复合物的MP2错误。作为一个副产品，我们的研究中性原子与大量的电子$N$表明，二阶梯度扩展的交换增长为$N\log(N)$，而不是作为$N$经常在文献中报道。
2022-01-27 physics.chem-ph
Size-Consistent Adiabatic Connection Functionals via Orbital-Based Matrix Interpolation
提出基于轨道的尺寸一致矩阵插值（OSMI）方法构建DFT相关泛函，克服了尺寸一致绝热连接泛函构建难题，在热化学和势垒高度预测上优于MP2，为异构化学系统研究提供新框架。
2025-11-03 physics.chem-ph
Noncovalent interactions from models for the Møller-Plesset adiabatic connection
鉴于非共价相互作用（NCI）的无处不在，它们的准确模拟在各个科学学科中至关重要。在这里，我们构建了精确的模型描述的NCI沿Møller-Plesset绝热连接（MP AC）的插值。我们的插值近似的相关能量，通过恢复MP2在小耦合强度和正确的大耦合强度扩展的MP AC，最近被证明是一个功能的Hartree-Fock密度。我们的模型是大小一致的片段与非简并基态，具有相同的成本作为双杂交和不需要色散校正准确地捕获NCIs。这些内插大大减少了典型的$π$ -堆叠复合体（例如，苯-吡啶二聚体）和L7数据集。它们与最先进的色散增强泛函相比也具有竞争力，甚至可以在各种数据集（如CT 7和L7）上显着优于它们。
2021-05-10 physics.chem-ph
Complex Adiabatic Connection: a Hidden Non-Hermitian Path from Ground to Excited States
与电子激发态相关的过程是许多科学领域的核心，然而精确确定激发态能量仍然是理论化学中的主要挑战。最近，更高能量的非线性方法的稳态本身已被提出作为激发态的近似，虽然这些解决方案的性质的一般理解仍然令人惊讶地有限。在这封信中，我们提出了一个全新的方法，探索和获得激发定态，利用非厄米哈密顿量的属性。我们的核心思想是对传统的量子化学方法进行分析延拓。以Hartree-Fock理论为例，我们继续分析电子-电子相互作用，揭示了复杂平面上多个解的隐藏连接性，揭示了Coulson-Fischer点和非厄米简并之间的密切相似之处。最后，我们展示了如何基态波函数可以自然地变形为激发态波函数通过构建一个定义良好的复绝热连接。
2019-01-14 physics.chem-ph
Exploring the role of mean-field potentials and short-range wave function behavior in the adiabatic connection
本文通过双电子harmonium系统研究平均场势优化对绝热连接的影响，发现只要能量误差在化学精度内，平均场并不显著优于裸势，其效果主要来自波函数短程行为修正的普适性。
2024-04-30 physics.chem-ph
A connection between optimal control theory and adiabatic passage techniques in quantum systems
本工作探讨量子系统中最佳控制理论与绝热通过技术之间的关系。该研究是基于构造从庞特里亚金最大值原理的哈密顿动力学的几何分析。在一个三能级量子系统中，我们证明了受激拉曼绝热通过技术可以与一个特殊的哈密顿奇异性相关联。一个推导出绝热脉冲是最优控制问题的解决方案，只有一个特定的成本功能。这种分析被扩展到四能级量子系统的情况。
2012-08-11 physics.chem-ph quant-ph
Møller-Plesset and density-fixed adiabatic connections for a model diatomic system at different correlation regimes
本研究针对非对称Hubbard二聚体计算MP与DFT两种绝热连接的被积函数，揭示了不同关联区域下二者的曲率差异、关联能二阶展开特性及强相互作用极限的取值规律。
2023-07-20 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Correlation energy expressions from the adiabatic-connection fluctuation-dissipation theorem approach
我们探讨了几个无规相位近似（RPA）的绝热连接波动耗散定理的方法内的相关能量变量。这些变体在处理交换相互作用的方式上有所不同。其中一种变体称为dRPA-II，是这项工作的原创，与二阶筛选交换（SOSEX）方法非常相似。我们讨论并澄清不同RPA配方之间的联系。我们推导出自旋自适应形式的所有变体的封闭壳层系统，并测试它们在几个原子和分子系统的电子-电子相互作用的范围分离和不分离。
2014-04-07 physics.chem-ph physics.comp-ph
Accurate Adiabatic Connection Curve Beyond the Physical Interaction Strength
在考虑物理相互作用强度的前提下，精确计算了两个电子在简谐势阱中相互作用的Hooke原子的密度泛函理论绝热联系曲线.外推的精确曲线的无限耦合极限同意严格关联电子（SCE）的假设，但这个限制的方法是更复杂的。相互作用强度插值被证明是一个很好的，但不是完美的，适合的绝热曲线。在这个制度的局部性的泛函和凸性的绝热连接曲线的参数进行检查。
2003-01-09 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Adiabatic connection interaction strength interpolation method made accurate for the uniform electron gas
本文构建适用于均匀电子气的 genISI 泛函，并在凝胶球与稀有气体原子上验证其精度，为 ISI 类方法用于固体计算奠定基础。
2023-09-28 physics.chem-ph
Regularized and Opposite spin-scaled functionals from Møller-Plesset adiabatic connection -- higher accuracy at lower cost
本文提出结合MP绝热连接插值、正则化与自旋标度策略构建$c_{\ m os}κ_{\ m os}$-SPL2相关能方法，以$N^4$标度在非共价相互作用尤其是阴离子卤键复合物中实现比昂贵双杂化泛函更高精度。
2023-07-07 physics.chem-ph
Excitation energies along a range-separated adiabatic connection
本文研究了总能量和激发能沿距离分离绝热联系的变化。这种连接将无相互作用的Kohn-Sham电子系统与物理相互作用系统联系起来，通过逐步打开电子-电子相互作用，同时调整一个电子的有效电势，以保持基态密度恒定。与传统的绝热联系不同，在绝热联系中，相互作用是通过标度标准库仑相互作用来引入的。本文报道了He和Be原子以及H2分子的参考数据。用Lieb的Legendre变换方法计算了全组态相互作用水平上的短程有效势。随着电子-电子相互作用强度的增加，沿着绝热联系计算的部分相互作用系统的激发能越来越精确地逼近精确的激发能。重要的是，在绝热联系中间点计算的激发能比相应的Kohn-Sham激发能更好地逼近精确的激发能。这在涉及强静态关联效应和具有多重激发特征的状态（如解离的H2分子）的情况下尤其明显。这些结果突出了远程相互作用的参考系统作为计算激发energiesand的出发点的实用性是开发和分析实用的近似距离分离的密度泛函方法的兴趣。
2014-12-12 cond-mat.other physics.chem-ph
Investigation of the exchange-correlation potential of functionals based on the adiabatic connection interpolation
本文研究了几种原子和分子的绝热联系模型（ACM）产生的关联势。的结果进行了比较准确的参考电位（耦合集群和量子蒙特卡罗结果），以及国家的最先进的从头算DFT方法。我们已经发现，所有的ACM产生的相关势表现出正确的行为，非常类似于缩放的二阶Görling-Levy（GL 2）势，并包括大部分的物理意义的功能，准确的参考数据。研究了强相互作用极限势的行为和贡献。
2018-10-19 cond-mat.other physics.chem-ph
Interatomic Methods for the Dispersion Energy Derived from the Adiabatic Connection Fluctuation-Dissipation Theorem
在密度泛函理论（DFT）计算中，原子间成对方法是目前最流行和最准确的方法之一。然而，当应用于两个以上的原子时，这些方法仍然经常被认为是基于\textit{ad hoc}假设，而不是从量子力学严格推导出来的。从绝热连接涨落耗散（ACFD）定理，电子交换相关能的精确表达式，我们证明了成对原子间色散能的任意收集各向同性极化偶极子出现从二阶展开的ACFD公式。此外，对于通过偶极-偶极势耦合的量子谐振子系统，我们证明了由哈密顿对角化得到的完全相互作用能与随机相位近似下的ACFD关联能之间的等价性。这一性质使哈密顿对角化成为计算多体色散能的有效方法。此外，我们还表明，用于衰减短距离色散相互作用的开关函数来自短程屏蔽库仑势，其作用是解释单个原子偶极矩的空间分布。通过使用ACFD公式，我们获得了更深入的理解，在原子间的成对方法的近似，提供了一个强大的形式主义，为进一步发展的准确和有效的方法计算的色散能。
2012-10-31 physics.chem-ph
Study of adiabatic connection in density functional theory with an accurate wavefunction for 2-electron atoms
利用精确的双电子原子半解析波函数，构造了电子-电子（e-e）相互作用强度变化时的外势。使用这个潜在的，我们明确地计算其正离子的能量，并表明，这些系统的电离势保持不变的强度参数的电子-电子相互作用。此外，使用这些系统的总能量作为强度参数的函数，我们提供了一个新的视角到各种混合泛函。
2016-02-17 physics.atm-clus physics.chem-ph
Density matrix renormalization group with dynamical correlation via adiabatic connection
量子化学形式的密度矩阵重整化群（DMRG）方法已成为计算强关联分子体系的首选方法之一。尽管它在大的活性空间中具有很强的捕获电子关联的能力，但它不适合于计算动态电子关联。在这项工作中，我们提出了一种新的方法来解决强关联分子的电子结构问题，其中DMRG是负责一个适当的描述的强关联，而动力学相关计算通过最近开发的绝热连接（AC）技术，它只需要高达两体活性空间约化密度矩阵。我们报告了令人鼓舞的结果，这种方法对DMRG计算的典型候选人，即$n$ -并苯（$n = 2 \rightarrow 7$），铁（II）-卟啉，和Fe $_3$ S $_4$集群。
2021-08-29 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Calculating excitation energies by extrapolation along adiabatic connections
本文提出了一种替代距离分离线性响应依赖时间的密度泛函理论和微扰理论的方法，以改进从部分相互作用系统的能量估计物理系统的能量。从分析的泰勒展开的部分相互作用系统的能量的物理系统周围，我们使用外推方案，以提高估计的物理系统的能量在中间点的距离分离或线性绝热连接，其中电子-电子相互作用的缩放或仅包括库仑相互作用的长程部分。外推方案首先适用于氦和铍原子和氢分子在其平衡和拉伸几何的距离分离的能量。它显着提高了收敛速度的能量向其精确的限制相对于距离分离参数。距离分离的外推方案进行了比较与类似的方法的线性绝热连接，突出了每种方法的相对优势和劣势。
2015-03-19 cond-mat.other physics.chem-ph
Excitation energies from G{ö}rling-Levy perturbation theory along the range-separated adiabatic connection
基于G{<$}rling-Levy（GL）微扰理论的距离分离绝热联系的电子激发能的计算进行评估。与前人工作中引入的瑞利-薛定谔（RS）微扰理论[E. Rebolini，J. Toulouse，A. M.蒂尔，T. Helgaker，A.萨文，摩尔。Phys.113，1740（2015）]，这种基于GL的微扰理论在每一阶保持基态密度恒定，从而在每一阶给出正确的电离能。在不引入任何密度泛函近似的情况下，对氦原子、铍原子和氢分子的激发能进行了数值计算，得到了一阶微扰的激发能。与RS微扰理论相比，GL微扰理论给出的里德堡态的激发能更精确，而价态的激发能与RS微扰理论相近.
2017-12-28 physics.chem-ph physics.comp-ph
Exchange-correlation entropy from the generalized thermal adiabatic connection
本文提出广义热绝热连接公式，通过引入虚拟温度参数提取交换关联熵，为温稠密物质的热密度泛函理论提供与基态近似一致的新近似方法。
2024-01-09 cond-mat.other physics.chem-ph
Variational quantum eigensolver boosted by adiabatic connection
本研究将变分量子本征求解器（VQE）与绝热连接（AC）方法结合，用轨道优化VQE捕捉活性空间强关联、经典AC校正恢复动力学关联，在不增加量子资源的情况下显著提升VQE性能，为近期量子计算机模拟实际化学问题铺路。
2023-10-09 physics.chem-ph quant-ph
Adiabatic-connection fluctuation-dissipation DFT for the structural properties of solids-the renormalized ALDA and electron gas kernels
我们提出的相关能量的晶体固体和孤立系内的绝热连接波动耗散制定的密度泛函理论的计算。我们进行了一组模型交换相关内核最初推导出的均匀电子气（HEG），包括最近推出的重整化绝热局域密度近似（rALDA）和内核（a）满足已知的精确限制的HEG，（b）进行频率依赖性或（c）显示1/ $k^2$发散小波矢量的定量比较。在通过倒数空间平均程序将内核推广到非均匀系统之后，我们计算了由四面体键合的半导体（C，Si，SiC），离子化合物（MgO，LiCl，LiF）和金属（Al，Na，Cu，Pd）组成的10个固体的测试集的晶格常数和体积模量。我们还考虑了H $_2$分子的原子化能。我们比较不同的内核从随机相位近似（RPA）和实验测量所获得的计算结果。我们表明，模型内核纠正RPA的倾向，高估的幅度的相关能量，同时保持高精度的结构特性的描述。
2015-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Efficient adiabatic connection approach for strongly correlated systems. Application to singlet-triplet gaps of biradicals
强关联可以用多参考波函数方法，如完全活性空间自洽场（CASSCF）或密度矩阵重整化群（DMRG）来捕捉。尽管如此，强关联系统的电子结构的准确描述需要考虑动态电子关联，CASSCF和DMRG在很大程度上错过了。本文提出了一种基于绝热连接（AC）的关联能计算方法。AC $_{\rm n}$方法考虑了耦合常数中达到所需阶数n的项，是严格大小一致的，不受不稳定性和入侵状态的影响。它采用粒子-空穴多参考随机相位近似和Cholesky分解技术，这导致计算成本与系统大小的五次方增长。由于AC $_{\rm n}$仅依赖于单电子和双电子CAS约化的密度矩阵，该方法比现有的从头算动力学相关方法更有效地用于强相关。AC $_{\rm n}$为具有挑战性的有机双自由基的单重态-三重态间隙提供了优异的结果。在这项工作中提出的发展开辟了新的视角，精确计算系统的几十个强关联电子。
2022-04-05 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Self-Consistent Implementation of Kohn-Sham Adiabatic Connection Models with Improved Treatment of the Strong-Interaction Limit
绝热连接模型（ACM）是建立精确交换关联泛函的有力工具，它介于弱相互作用和强相互作用之间。如果包含来自二阶微扰理论的精确弱相互作用展开，则这些泛函的自洽实现是具有挑战性的，并且在文献中仍然缺乏。在这项工作中，我们填补了这一空白，提出了一个完全自洽场（SCF）实现一些流行的ACM泛函。在弱相互作用下使用二阶微扰理论的同时，我们还引入了新的广义梯度近似（GGA），超出了通常的点电荷加连续模型，用于强相互作用下的前两个主导项，这对于确保鲁棒性和可靠性至关重要。然后，我们评估的SCF-ACM泛函的分子系统和原型强相关问题。我们发现，他们表现良好的总能量和电子密度和SCF轨道的影响是直接连接到ACM功能形式的准确性。对于H $_2$解离，SCF-ACM泛函相对于标准泛函产生显著的改进，这也要归功于对强耦合泛函使用新的GGA。
2022-09-07 cond-mat.other physics.chem-ph
A study of accurate exchange-correlation functionals through adiabatic connection
改进密度泛函理论的交换关联能泛函的一个系统方法是使它们满足越来越精确的关系。从最初的GGA泛函，这已经达到高潮，最近提出的扫描（强约束和适当规范）功能，满足几个已知的约束，并适当规范。开发的泛函的最终测试是使用它们计算的能量的准确性。在本文中，我们测试这些交换相关泛函-GGA混合泛函B3 LYP和PBE 0，和元GGA功能扫描-从不同的角度来看。我们研究如何准确地再现这些泛函的交换相关能量时，电子-电子相互作用的缩放参数倍Vee与此参数在0和1之间变化。我们的研究揭示了有趣的比较这些泛函和相关的差异Tc之间的相互作用和非相互作用的动能相同的密度。
2017-10-10 physics.atom-ph physics.chem-ph
Exchange-only virial relation from the adiabatic connection
本文利用绝热连接重新推导并证明了Levy-Perdew仅交换维里关系，表明该关系可在无需显式定域交换势的情况下，通过交换关联势在耦合强度趋于零时的极限来表达。
2024-02-13 math-ph math.MP physics.chem-ph
Atomic forces from correlation energy functionals based on the adiabatic-connection fluctuation-dissipation theorem
Sorbonne Université（索邦大学）
本文基于绝热连接波动-耗散定理，利用随机相位近似计算原子力，通过自洽优化有效势方法和Hellmann-Feynman定理得到高质量力，RPA在PBE基础上系统改进，结合精确交换核提升精度，为钻石、硅和锗的区心光学声子提供理论参考。
2026-03-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Adding Temperature to the Adiabatic Connection: Hybrid Functionals for Static and Dynamic Correlation
Arnold Sommerfeld Centre for Theoretical Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München（路德维希-马克西米利安慕尼黑大学阿诺德·索末菲理论物理中心）；Department of Computer Science, Oslo Metropolitan University（奥斯陆都市大学计算机系）；Department of Physical Chemistry, University of Geneva（日内瓦大学物理化学系）
该研究将绝热连接机制扩展至含温度维度，提出热增强混合泛函，统一i-DMFT与TAO-DFT，经联苯基准测试，为低成本处理静态与动态电子关联提供了系统途径。
2026-10-16 physics.chem-ph quant-ph
Reduced density matrix functional theory from an ab initio seniority-zero wave function: Exact and approximate formulations along adiabatic connection paths
目前，人们对基于资历概念的新层次方法的发展越来越感兴趣，该概念最近在量子化学中引入。尽管这些方法的巨大潜力，在一个单一的和原则上准确的方法内的动态和静态相关效应的准确描述仍然是一个挑战。在这项工作中，我们提出了一种替代配方的约化密度矩阵泛函理论（RDMFT）的（单电子约化）密度矩阵被映射到从头算的资深零波函数。在这个理论中，精确的自然轨道和它们的占位是从有效的零优先计算自洽地确定的。后者涉及到一个通用的高年资密度矩阵功能的绝热连接（AC）公式的推导和实施的特定约束下，相关的密度矩阵。明显的曲率（约束）AC被积函数，这是在原型氢链和氦二聚体的数值观察，表明在二阶微扰理论的描述较高的资历相关性是不够的，在这种情况下。沿着AC应用多个线性插值或通过Padé逼近将二阶扰动理论连接到全年资处理是更好的策略。这些信息预计将作为指导，在未来的设计更高的资历密度矩阵函数近似。
2022-08-12 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Finite-temperature adiabatic-connection reduced density-matrix functional theory: a unified framework for i-DMFT and TAO-DFT
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Department of Applied Physics, Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学应用物理系）
本文提出FT-AC-RDMFT这一统一框架，将i-DMFT与TAO-DFT关联，数值计算验证其能改善化学键断裂描述，还可修正V₂O₃的LDA体模量高估问题。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Strengths and limitations of the adiabatic exact-exchange kernel for total energy calculations
本研究评估了含时密度泛函理论中绝热精确交换核在总能量计算中的表现，发现其对共价体系足够准确，但在非共价体系中会系统性高估相互作用能，且该误差源于核的强频率依赖性。
2023-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
