物理学 > 计算物理
[提交于 2025年4月8日
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标题: 基于从头算的神经网络求解大规模电子结构问题的精确方法
标题: Accurate Ab-initio Neural-network Solutions to Large-Scale Electronic Structure Problems
摘要: 我们提出了有限范围嵌入(FiRE),这是一种新颖的波函数近似方法,用于精确的大规模从头算电子结构计算。 与当代的神经网络波函数相比,FiRE通过减少神经网络变分蒙特卡洛(NN-VMC)的渐进复杂度,该复杂度由电子数量决定,具体为$\sim n_\text{el}$。 通过限制神经网络内的电子-电子相互作用,FiRE加速了所有关键操作——采样、伪势和拉普拉斯计算——从而在可行的180个电子计算中实现了实际的$10\times$加速。 我们在各种具有挑战性的系统上验证了我们方法的准确性,包括生物化学化合物、共轭烃和金属有机化合物。 在这类系统中,FiRE的能量始终在化学精度范围内,包括实验数据,即使在高精度方法如CCSD(T)、AFQMC或当代NN-VMC表现不佳的情况下也是如此。 凭借这些运行时间和准确性的改进,FiRE代表了一种新的“黄金标准”方法,用于快速而精确的大规模从头算计算,可能在量子化学、固态物理和材料设计等领域开启新的计算研究。
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