グリーン関数の精度を向上する新シミュレーション(More Accurate Green’s Function Simulations)

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2025-06-12 パシフィック・ノースウェスト国立研究所(PNNL)

太平洋北西部国立研究所(PNNL)の研究チームは、うねるウルトラファスト分光で観測される励起電子状態をより正確にモデリングするため、グリーン関数(GF)計算に基づく新しい手法を開発しました。時間依存結合クラスタ理論(TD-CC)とGF構造を組み合わせ、複数のタイム依存型Ansatzを試し、最も精度の高い1粒子GF計算を実現したものです。これにより、水や水クラスターの光電子スペクトルなど、励起状態のダイナミクスを有効に再現可能となり、材料や化学反応の理解を深める道が開けます。
本研究は、GF法の精度向上に挑み、特にTD-CCとの融合に成功して、量子多体系の高精度計算が得意な手法へと拡張しています。これは将来的に、複雑な電子・励起状態解析や新材料の理論設計に大きなインパクトをもたらす可能性があります。

<関連情報>

実時間運動方程式結合クラスター キュムラント グリーン関数の正確な限界を探る
Exploring the exact limits of the real-time equation-of-motion coupled cluster cumulant Green’s functions

Bo Peng;Himadri Pathak;Ajay Panyala;Fernando D. Vila;John J. Rehr;Karol Kowalski
The Journal of Chemical Physics  Published:November 22 2024
DOI:https://doi.org/10.1063/5.0233339

グリーン関数の精度を向上する新シミュレーション(More Accurate Green’s Function Simulations)

In this paper, we analyze the properties of the recently proposed real-time equation-of-motion coupled-cluster (RT-EOM-CC) cumulant Green’s function approach [Rehr et al., J. Chem. Phys. 152, 174113 (2020)]. We specifically focus on identifying the limitations of the original time-dependent coupled cluster (TDCC) ansatz and propose an enhanced double TDCC ansatz, ensuring the exactness in the expansion limit. In addition, we introduce a practical cluster-analysis-based approach for characterizing the peaks in the computed spectral function from the RT-EOM-CC cumulant Green’s function approach, which is particularly useful for the assignments of satellite peaks when many-body effects dominate the spectra. Our preliminary numerical tests focus on reproducing, approximating, and characterizing the exact impurity Green’s function of the three-site and four-site single impurity Anderson models using the RT-EOM-CC cumulant Green’s function approach. The numerical tests allow us to have a direct comparison between the RT-EOM-CC cumulant Green’s function approach and other Green’s function approaches in the numerical exact limit.

1701物理及び化学
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