Каждый уважающий себя квантовый химик знает о бесконечном споре о том, что же такое настоящий метод ab initio

Каждый уважающий себя квантовый химик знает о бесконечном споре о том, что же такое настоящий метод ab initio (из первых принципов). Но общее ощущение сообщества состоит в том, что ab initio теория не должна содержать в себе эвристических или эмпирических соображений и/или экспериментальных данных. Иными словами, быть свободной от подгонометрии. Хотя подобная степень абстрактности практически никогда не достижима даже в самых продвинутых моделях, стандартные мультиреференсные методы учёта статической электронной корреляции, требующие выбора активного пространства едва ли попадают под ощущение настоящих ab initio подходов, несмотря на свою заявленную фундаментальность.

?????? (???) от немецкого стартапа HQS Quantum Simulations — это софт для автоматического (и воистину ab initio!) выбора активного пространства в мультиреференсных методах. Этот программный продукт удовлетворяет четырём критериям:

1. он генерирует орбитали (а не просто выбирает), которые служат хорошим стартовым приближением для CASSCF расчётов;

2. активное пространство строится автоматической процедурой, которая минимизирует участие пользователя в процессе, и таким образом максимизирует воспроизводимость проводимых расчётов;

3. автономность, когда выбор пространства делается исходя из самой задачи, а не из внешних соображений;

4. априорный характер процедуры: выбор пространства производится до самого расчёта.

Технически ??? работает комбинируя несколько уровней дешёвых ab initio расчётов (Хартри-Фок, MP2, низкоточный DMRG-CI) и анализируя кумулянты и орбитальные энергии. ASF написан на языке Python, работает в связке с квантово-химическим пакетом PySCF, и является open-source кодом (хотя ещё не всё там доступно).

Особенно ASF полезен для спектроскопии, ведь нынешняя версия может работать с разными электронными состояниями и протестирована для электронных возбуждений, ответственных за УФ/видимое поглощение и испускание.

Ну и конечно же, поскольку HQS Quantum Simulations занимается квантовыми вычислениями, методы активного выбора пространства являются основными рабочими лошадками для квантовых алгоритмов типа VQE и QPE.

Сам софт доступен на GitHub:

https://github.com/HQSquantumsimulations/ActiveSpaceFinder

Почитать же во всех сочных подробностях о том, как ?????? ????? ?????? работает можно в препринте на arXiv:

"Performance of Automatic Active Space Selection for Electronic Excitation Energies"

Reza G. Shirazi, Alexander Zech, Peter Pinski, Vladimir V. Rybkin

arXiv:2511.05732

DOI: 10.48550/arXiv.2511.05732 (https://doi.org/10.48550/arXiv.2511.05732)

Помимо этого, HQS Quantum Simulations выпустили ещё два видео на YouTube! Первое из них (https://youtube.com/shorts/zAbB5RtOmF4?si=-qIOmkTj2ynxyV3b) рассказывает о самом софте, а второе (https://youtube.com/shorts/D5945fr5AA8?si=PGTYTtB1w8zULQZq) показывает как работать с пакетом.

Приятного ознакомления с новым методом и программой, и приятных (наконец!) мультиреференсных расчётов!

Источник: youtube.com

Комментарии: