Information Routing in Atomistic Foundation Models: How Task Alignment and Equivariance Shape Linear Disentanglement

この論文は、Compositional Probe Decomposition (CPD) という手法を用いて、分子モデルにおける幾何学的・組成情報の線形分離性を定量化し、タスクの整合性、データ多様性、対称性に基づく情報経路が、モデルの表現における線形分離の度合いを決定づけることを明らかにしました。

Joshua SteierTue, 10 Ma🤖 cs.LG

From Accurate Quantum Chemistry to Converged Thermodynamics for Ion Pairing in Solution

本論文は、機械学習と電子構造理論の進展を組み合わせることで、標準的な密度汎関数理論を超えた高精度な結合クラスター理論(CCSD(T))を用いて、水溶液中の CaCO3_3イオン対の自由エネルギーを定量的に予測し、実験値と一致させることに成功したことを報告しています。

Niamh O'Neill, Benjamin X. Shi, William C. Witt, Blake I. Armstrong, William J. Baldwin, Paolo Raiteri, Christoph Schran, Angelos Michaelides, Julian D. GaleTue, 10 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

For molecular polaritons, disorder and phonon timescales control the activation of dark states in the thermodynamic limit

乱れとフォノン時間スケールが、分子数が増加するにつれて集団的挙動が抑制され暗状態が活性化されるメカニズムを解明し、分子極性子の熱力学的極限への収束に必要な最小分子数(NTN_T)を定量的に決定する新たな手法を開発しました。

Tianchu Li, Pranay Venkatesh, Qiang Shi, Andrés Montoya-CastilloTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Machine learning the two-electron reduced density matrix in molecules and condensed phases

この論文は、機械学習を用いて高精度な二電子縮約密度行列(2-RDM)を学習する枠組みを確立し、従来の第一原理計算では扱えない大規模な分子凝縮系(例:500 個の水分子に溶媒和されたグルコース)に対しても、ハートリー・フォック計算のコストで結合クラスターレベルの電子構造とエネルギーを予測可能にしたことを報告しています。

Jessica A. Martinez B., Bhaskar Rana, Xuecheng Shao, Katarzyna Pernal, Michele PavanelloTue, 10 Ma🔬 physics

\textit{Ab Initio} Adiabatic Potential Energy Surfaces and Non-adiabatic Couplings for O3_3: Construction of Four State Diabatic Hamiltonian

この論文は、高度に正確な第一原理計算を用いてオゾンの低励起四重項の断熱ポテンシャルエネルギー曲面と非断熱結合を構築し、離解エネルギーや振動数を実験値と一致させるとともに、複数の幾何構造における円錐交差点の特定や「リーフ」構造の不在を確認したことを報告しています。

Avik Guchait, Gourhari Jana, Satyam Ravi, Koushik Naskar, Satrajit AdhikariTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

paces: Parallelized Application of Co-Evolving Subspaces, a method for computing quantum dynamics on GPUs

この論文は、GPU 向けに設計され、時間依存シュレーディンガー方程式に従って状態ベクトルと共進化するように動的に再構成される部分空間を用いて量子ダイナミクスを効率的に計算する「paces」という手法を提案し、ホリステルモデルを用いたベンチマークや行列積状態形式との比較を通じてその有効性を示すものである。

R. Kevin KessingTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Understanding halide segregation in metal halide perovskites through defect thermodynamics

本研究は、第一原理計算を用いてハロゲン化物ペロブスカイトにおけるハロゲン分離の駆動力を熱力学的に解明し、A サイトカチオンの役割や光生成ホールによるヨウ化物空孔の形成メカニズムを明らかにすることで、安定な混合ハロゲン化物ペロブスカイトの設計指針を提供した。

Abrar Fahim Navid, Zeeshan AhmadTue, 10 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Scaling Machine Learning Interatomic Potentials with Mixtures of Experts

本論文は、混合専門家(MoE)および混合線形専門家(MoLE)アーキテクチャを原子間ポテンシャルに適用し、共有専門家と非線形性の組み合わせ、および元素ごとのルーティング戦略が、化学的に解釈可能な専門分化を実現しながら、OMol25、OMat24、OC20M 各ベンチマークで最先端の精度を達成することを示しています。

Yuzhi Liu, Duo Zhang, Anyang Peng, Weinan E, Linfeng Zhang, Han WangTue, 10 Ma🤖 cs.LG

Classically Driven Hybrid Quantum Algorithms with Sequential Givens Rotations for Reduced Measurement Cost

本論文は、ハイゼンベルク描像に基づき、連続的なギブンス回転を用いて電子ハミルトニアンを対角化し、古典計算で回転角を決定することで量子測定コストを大幅に削減する新しいハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案し、窒素分子や強相関水素系での有効性を検証したものである。

Benjamin Mokhtar, Noboru Inoue, Takashi TsuchimochiTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

Symmetry-based perturbation theory for electronic structure calculations

この論文は、ハミルトニアンの対称性を利用した参照ハミルトニアンの選択により、古典計算における配置相互作用の項数と量子計算における必要量子ビット数を削減し、既存の多参照摂動理論を拡張してより高精度かつロバストな電子状態計算を実現する対称性に基づく摂動理論(SBPT)を開発したことを報告しています。

Hiromichi Nishimura, Nam Nguyen, Tanvi Gujarati, Mario MottaTue, 10 Ma⚛️ quant-ph

NATPS: Nonadiabatic Transition Path Sampling Using Time-Reversible MASH Dynamics

本論文は、励起状態ダイナミクスの計算コストと確率的な性質による非断熱反応のシミュレーションの難しさを克服するため、時間可逆性と詳細平衡を満たす決定論的な MASH 手法と遷移経路サンプリングを組み合わせ、効率的に反応軌道を集団化しメカニズムを解明する新たな手法「NATPS」を提案し、その有効性をモデル系で実証したものである。

Xiran Yang, Madlen Maria Reiner, Brigitta Bachmair, Leticia González, Johannes C. B. Dietschreit, Christoph DellagoTue, 10 Ma🔬 physics

On the breakdown of the Born-Oppenheimer approximation in LiH and LiD

この論文は、密度汎関数法を用いて水素原子の量子核効果を取り入れることで、LiH と LiD 結晶における厳密なボルン・オッペンハイマー近似の破れを記述し、実験結果との一致を改善するとともに、常温常圧下でも軽元素を含む固体において同様の効果が重要であることを示しました。

Ville J. HärkönenThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

How Semilocal Are Semilocal Density Functional Approximations? -Tackling Self-Interaction Error in One-Electron Systems

この論文は、電子密度のラプラシアンを取り入れた非経験的メタ汎関数勾配近似(メタ-GGA)を開発し、従来の半局所汎関数よりも自己相互作用誤差を大幅に低減してH2+H_2^+の結合エネルギー曲線を厳密解に近づけることに成功したことを報告しています。

Akilan Ramasamy, Lin Hou, Jorge Vega Bazantes, Tom J. P. Irons, Andrew M. Wibowo-Teale, Timo Lebeda, Jianwei SunThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Orbital-interaction-aware deep learning model for efficient surface chemistry simulations

本論文は、局所状態密度と吸着エネルギーの間の潜在的な軌道相互作用パターンを捉える深層学習モデル「DOTA」を提案し、限られた高品質なデータから実験精度に匹敵する表面化学シミュレーションを実現することで、触媒設計における長年の課題を解決するものです。

Zhihao Zhang, Xiao-Ming CaoThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci