将多体关联吸收进核心优化轨道

模拟量子多体系统的计算成本(无论是经典硬件还是量子硬件)都随变分参数数量而增长,因此在固定计算预算下取得进展的关键在于更参数高效的ansätze。组态相互作用(CI)通常被认为参数过多;该团队证明这一结论源于轨道基组的局限性。通过将轨道基组与稀疏CI波函数协同优化(该方法称为核优化轨道COO),大量动态关联被直接吸收进单粒子基组中,使得行列式数量比其基础——已较为紧凑的TrimCI ansatz——再降低数个数量级。在[Fe₄S₄](54e, 36o)体系中,一个十亿行列式的TrimCI+COO波函数所达到的精度,在局域化基组中需要3×10¹⁴个行列式才能实现。在相同精度下,该波函数比最大规模的无限制DMRG基准紧凑8倍(若计入PT2修正则为25倍)。在铁硫系列中——从[Fe₂S₂](30e,20o)到P簇(114e,73o)——TrimCI+COO在相同精度下比采用纠缠最小化轨道的SU(2)自适应DMRG紧凑10-100倍。通过可调谐的Hubbard-on-graph模型,该团队将优势分解为轨道基组增益和ansatz增益两部分,后者捕获了抵抗MPS局域化的多中心纠缠。因此,COO改变了CI效率的图景:采用优化轨道的稀疏CI在强关联多中心体系中可超越最先进的张量网络。
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提交arXiv: 2026-05-21 19:15

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