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Coupled cluster-inspired geminal wavefunctions

双生的 波函数 安萨茨 耦合簇 理论物理学 物理 量子力学 统计物理学 化学 分子 立体化学
作者
Pratiksha B. Gaikwad,Taewon David Kim,M. Richer,Rugwed A. Lokhande,Gabriela Sánchez-Díaz,Peter A. Limacher,Paul W. Ayers,Ramón Alain Miranda‐Quintana
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:160 (14)
标识
DOI:10.1063/5.0202035
摘要

Electron pairs have an illustrious history in chemistry, from powerful concepts to understanding structural stability and reactive changes to the promise of serving as building blocks of quantitative descriptions of the electronic structure of complex molecules and materials. However, traditionally, two-electron wavefunctions (geminals) have not enjoyed the popularity and widespread use of the more standard single-particle methods. This has changed recently, with a renewed interest in the development of geminal wavefunctions as an alternative to describing strongly correlated phenomena. Hence, there is a need to find geminal methods that are accurate, computationally tractable, and do not demand significant input from the user (particularly via cumbersome and often ill-behaved orbital optimization steps). Here, we propose new families of geminal wavefunctions inspired by the pair coupled cluster doubles ansatz. We present a new hierarchy of two-electron wavefunctions that extends the one-reference orbital idea to other geminals. Moreover, we show how to incorporate single-like excitations in this framework without leaving the quasiparticle picture. We explore the role of imposing seniority restrictions on these wavefunctions and benchmark these new methods on model strongly correlated systems.
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