GPU acceleration of ab initio simulations of large-scale identical particles based on path integral molecular dynamics
本文开发了一个不依赖第三方库的开源 GPU 加速路径积分分子动力学(PIMD)代码,显著提升了大规模全同粒子(如玻色子和费米子)从头算模拟的效率,使得在单张 GPU 上模拟数万个粒子成为可能,并有效克服了费米子符号问题。
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化学物理这一交叉领域探索着分子层面的物理规律,架起了化学变化与物理原理之间的桥梁。在这里,科学家通过理论模型和实验手段,深入理解原子如何结合、能量如何转化以及物质在微观尺度下的独特行为。
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以下是该领域近期在 arXiv 上发布的最新论文精选。
本文开发了一个不依赖第三方库的开源 GPU 加速路径积分分子动力学(PIMD)代码,显著提升了大规模全同粒子(如玻色子和费米子)从头算模拟的效率,使得在单张 GPU 上模拟数万个粒子成为可能,并有效克服了费米子符号问题。
该论文提出了一种结合分层稀疏网格采样与正弦激活函数单层神经网络(sinNN)的方法,用于构建具有系统可改进性、拓扑无偏且形式紧凑的 sum-of-products 全局势能面,成功实现了包括 HONO、甲酸和氨基甲酸在内的多种分子的高精度光谱级势能面拟合,并有效克服了高维量子动力学模拟中的维数灾难。
本文提出并实现了基于 X2CAMF 哈密顿量、Cholesky 分解及冻结自然旋子截断方案的相对论方程运动耦合簇方法三阶修正,显著提升了重元素体系电离势的计算精度(误差降至 0.01–0.08 eV)并有效降低了计算成本。
本文介绍了 LCLS-II 自由电子激光装置下化学RIXS 仪器的概况及其首批调试结果,阐述了该仪器凭借超导加速器带来的通量飞跃,如何使溶液体系的高信噪比时间分辨软X射线光谱研究成为可能,从而拓展了稀释体系及新型软X射线光谱技术的应用范围。
该研究利用不同尺寸的激光直写镍电极,揭示了在加压碱性水电解中,虽然高压会因能斯特方程导致热力学电压损失,但气泡尺寸减小所降低的气泡诱导损失足以在较高电流密度下抵消该损失,从而显著降低过电位。
该论文提出了一种结合自旋守恒变分 Ansatz 与浅层量子相位估计的混合策略(sfVQD),通过辅助量子比特编码自旋信息来高效抑制自旋污染,从而在含噪中等规模量子(NISQ)设备上实现了比传统方法更可靠的激发态计算。
本文提出了一种基于原子平均场近似精确二分量哈密顿量、结合态特定冻结自然旋轨基组截断与 Cholesky 分解技术的低计算成本相对论双电子附着方程运动耦合簇方法,有效克服了重元素体系计算中的内存瓶颈,并在多种重元素体系的光谱性质计算中展现出与四分量方法高度一致且高效的性能。
本文提出了一种结合原子轨道基组与有限元网格的 Delta-Sternheimer 方法,实现了多原子分子全电子随机相位近似(RPA)相关能的任意精度计算,从而直接获得完备基组极限结果并消除了对传统外推方案的依赖。
本文提出了名为 ASTRA 的新方法,利用引导扩散模型将过渡态搜索重构为推理时的缩放问题,通过结合条件得分与物理力,无需先验假设即可高精度地定位复杂分子系统中的过渡态并发现多种反应路径。
本文证实,先前发展的虚时多电子态路径积分(MES-PI)表述能够自然地捕捉由锥形交叉引起的几何相位效应,并利用一种人为的排除几何相位构造作为对比基准,量化了该效应对低温热力学性质的影响。