Nat.Commun.速递:基于扩散蒙特卡罗方法的神经网络分子基态研究

关键词:神经网络,计算化学,扩散蒙特卡罗方法,固定节点近似,关联函数


论文标题:Towards the ground state of molecules via diffusion Monte Carlo on neural networks 论文来源:Nature Communications
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-37609-3
基于固定节点近似(fixed-node approximation)的扩散蒙特卡罗方法(DMC,Diffusion Monte Carlo)在过去几十年里取得了重大发展。当需要得到精确的分子和材料的基态能量(ground state energy)时,DMC是首选方法之一。然而,不准确的节点结构阻碍了DMC应用于更具挑战性的电子关联问题。
在这项最近发表在 Nature Communications 上的工作中,作者将基于神经网络的试验波函数(trial wavefunction)应用于固定节点 DMC,这可以精确计算许多具有不同电子特性的原子和分子系统。与使用变分蒙特卡罗(VMC,variational Monte Carlo)的最先进的神经网络方法相比,这篇文章的方法在准确性和效率上都更优越。作者还引入了一种基于VMC和DMC能量之间经验线性关系的外推方案,极大地改进了他们的结合能计算。总的来说,这个计算框架为关联电子波函数(correlated electronic wavefunction)的精确解提供了基准,也阐明了对分子的化学理解。


图2:FermiNet-DMC在单原子上的准确性和效率。
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