Multireference coupled cluster methods with local pair natural orbital approach

Abstract

Multireferenční metody spřažených klastrů (MRCC) jsou přesným nástrojem pro popis kvazidegenerovaných systémů, kde hraje důležitou roli statická korelace. Bohužel dosavadní implementace byly použitelné jen pro malé molekuly. Ale ukázalo se, že metoda doménových lokálních přirozených párových orbitalů dokáže tento problém vyřešit a je možné pomocí ní spočítat mnohem větší molekuly. Nově vyvinuté DLPNO-MkCCSD, DLPNO-TCCSD a DLPNO- MkCCSD(T) metody jsou schopné získat více než 99.7% kanonické korelační energie a popsat systémy s víc než 2000 bázovými funkcemi na jedno-jádrovém procesoru za několik hodin. Kromě toho jsme vyvinuli tailored variantu MRCC a úspěšně ji použili pro excitované stavy cyklobutadienu, kde tradiční MRCC selhává.

Multireference coupled cluster (MRCC) methods are a highly accurate approach for sys- tems with quasi-degeneracies, where the static correlation plays an important role. How- ever, while canonical MRCC is successful for many systems, it can be used only for small sized systems. Nonetheless, it was shown that large systems can be described by the domain-based local pair natural orbital approach (DLPNO). In our group, we developed DLPNO-MkCCSD, DLPNO-TCCSD and DLPNO-MkCCSD(T) methods, which were able to recover more than 99.7% of the canonical correlation energy, while the computation of systems with more than 2000 basis functions took only a few hours on a single CPU core. Moreover, we also implemented a tailored variant of MRCC which successfully described excited states of cyclobutadiene, while the traditional MRCC under-performed.