Quantum Monte Carlo

[kbob]

Всем привет.

Решил приобщится к новой для себя области квантово-химических расчетов Quantum Monte Carlo.
Пока занимаюсь выбором удобного и для расчетов пакета. Посмотрел два:
1. qwalk - http://qwalk.github.io/mainline/
Документация среднего уровня, есть примеры с которых можно начать расчеты.
Исходную заселенность орбиталей не расчитывает, есть конвертер из output-а NWCHEM. Работает только если функции исходного базиса базис был в декартовом представлении.
Variational Monte Carlo (VMC) без Jastrow correlation factor http://arxiv.org/abs/0801.0378 дает правильную енергию в HF-приближении (в пределах ошибки). Способ Jastrow оптимизации не до конца понятен (какие начальные значения коеффициентов выбрать, как повысить точность оптимизации не увеличивая время расчета и.т.д), но в принципе соптимизировал примерно до энергии MP2-метода. Diffusion Monte Carlo пока не считал.

2. casino - http://vallico.net/casinoqmc/
Документация высокого уровня, есть форум, примеры расчетов. Исходную заселенность орбиталей не расчитывает, есть конвертер из GAMESS, GAUSSIAN, ORCA, PSI, CFOUR и.т.д. Сферические базисы вроде бы понимает. Сконвертировал орбитали из ORCA. Расчет энергии с помощью Variational Monte Carlo (VMC) без Jastrow для тестовой молекулы дает отличный от HF-результат. В чем ошибка не понимаю.

Если у кого есть опыт QMC расчетов, подскажите если более удобные для расчетов пакеты, если есть то какие.

Заранее спасибо.

[alien308]

Попробуйте помучить сходимость по числу сэмплов. Увеличте раз в 10. Если не не сдвинется в нужную сторону значит ошибка в программе или руки с радиусом. Базис используется тот же самый?

[madschumacher]

А вот еще пара вопросов :
1. кто-нибудь знает какую-нибудь программу(ы), в которой(ых) QMC используется для решения ядерной задачи (используя квант.-хим. single point energy)?
2. есть ли какие-нибудь еще алгоритмы QMC нахождения температурного квантового распределения (ядерной) плотности, кроме PIMC и интегрирования уравнения Блоха, начиная с некоторой высокой температуры?
3. есть ли какие-нибудь алгоритмы QMC, которые позволяют одновременно восстановить низший уровень энергии и какой-то температурный?
Вроде смотрел много обзоров (все только об электронной задаче фактически) и статьи (про ядерную задачу не более 10 штук нашел), но понимания чем и как лучше QMC моделирование для ядер проводить не появилось ...

Спасибо заранее за помощь и сорри за глупый вопрос.

[kbob]

А вот еще пара вопросов :
1. кто-нибудь знает какую-нибудь программу(ы), в которой(ых) QMC используется для решения ядерной задачи (используя квант.-хим. single point energy)?

Спасибо заранее за помощь и сорри за глупый вопрос.

Какой задачи ?

[madschumacher]

Прошу прощения, выражение взято из книжек Новаковской Ю.В.
Под ядерной задачей подразумевалось решение уравнений движения ядер. В данном случае меня волнует основное колебательное состояние и температурная квантовая плотность вероятности. (Всё, естественно, в приближении Б-О).

[ Post made via Android ]

[kbob]

Прошу прощения, выражение взято из книжек Новаковской Ю.В.
Под ядерной задачей подразумевалось решение уравнений движения ядер. В данном случае меня волнует основное колебательное состояние и температурная квантовая плотность вероятности. (Всё, естественно, в приближении Б-О).

[ Post made via Android ]

С помощью QMC может быть получено среднее значение и дисперсия любой наблюдаемой величины, в том числе n-ная производная энергии электронной системы по координатам атомов. В гармоническом приближении соответственно нужны 1-я и 2-я производные, в ангармоническом производные более высоких порядков.

Технически возможны различные реализации этого расчета, например с помощью алгоритмического дифференциирования http://www.luca-capriotti.net/pdfs/Phys ... 234111.pdf
или используя теорему Хеллмана-Фейнмана http://journals.aps.org/pre/abstract/10 ... .76.036707 .

Однако на практике я пользовался только расчетам сил в пакете CASINO (основан на теореме Хеллмана-Фейнмана с поправками для нелокального псевдопотенциала).

Или для вычисления потенциальной энергии ядер вы пользуетесь методами молекулярной механики ММ и решение электронной задачи не вам требуется?
Или возможно вам подойдет следующий пакет http://www.q-chem.com/qchem-website/man ... -pimc.html

[madschumacher]

То, что qmc по большей части используется для решения электронной задачи, и что из неё можно вытащить все соответствующие свойства-это понятно. Но ядра тоже, вообще то, ведут себя как квантовые объекты, так что алгоритмы qmc применимы и к ним, и пару раз это применение встречал, для решения ядерного уравнения Шредингера.
Вытаскивать n-е производные и строить ряды теории возмущений для гармонического приближения для больших молекул весьма сложно, а в случае движений большой амплитуды - бесполезно. Можно применить pimd, но это тоже весьма затратная штука со своими тонкостями.
Так что хотелось бы взять реализацию или идею какого-либо qmc-шного алгоритма и применить его для вычисления волновой функции основного состояния/ плотности вероятности температурно-усредненного, используя стандартные пост-HF или dft-шные энергии для электронов.
В таком варианте есть что-нибудь?

[ Post made via Android ]