Figura esquemática do fluxo de trabalho TurboRVB [K. Nakano et al. J. Chem. Phys. 152, 204121 (2020)]. O código implementa ansatz de função de onda flexível de muitos corpos, como JSD:Jastrow Slater, JAGP:Jastrow Geminal, e JPf:Jastrow Pfaffian. Pode-se preparar uma função de onda de teste usando um código de teoria funcional de densidade (DFT) embutido e realizar cálculos subseqüentes de Monte Carlo quântico variacional de primeiros princípios (VMC) e cálculos quânticos de difusão quântica discretizados de rede (LRDMC). Uma vez que as forças que agem sobre os átomos podem ser calculadas, otimizações estruturais e simulações de dinâmica molecular também são viáveis no TurboRVB. Crédito:Publicação AIP
O Monte Carlo quântico de primeiros princípios é uma estrutura usada para lidar com a solução da equação de Schrödinger de muitos corpos por meio de uma abordagem estocástica. Espera-se que essa estrutura seja a próxima geração de cálculos de estrutura eletrônica, pois pode superar algumas das desvantagens da teoria do funcional da densidade e dos cálculos baseados na função de onda. Em particular, a estrutura quântica de Monte Carlo não depende de funcionais de correlação de troca, o algoritmo é adequado para supercomputadores maciçamente paralelos, e é facilmente aplicável a sistemas isolados e periódicos.
TurboRVB é um pacote de software de Monte Carlo quântico de primeiros princípios que foi inicialmente lançado pelo Prof. Sandro Sorella (Escola Internacional de Estudos Avançados / Itália) e Dra. Michele Casula (Universidade Sorbonne / França), e tem sido continuamente desenvolvido por muitos colaboradores por mais de 20 anos. Muito recentemente, Assist. Prof. Kosuke Nakano do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão (JAIST, Presidente:Minoru Terano, localizado em Nomi, Ishikawa, Japão) e seus colaboradores publicaram um artigo de revisão abrangente no Journal of Chemical Physics .
O TurboRVB é distinguível de outros códigos de Monte Carlo quânticos de primeiros princípios nos seguintes recursos. (a) O código emprega funções de onda do tipo ligação de valência ressonante (RVB), como o Jastrow Geminal / Jastrow Pfaffian, que incluem o efeito de correlação além da função de onda de Jastrow-Slater que é comumente usada em outros códigos QMC. (b) Implementa algoritmos de otimização de última geração, como a reconfiguração estocástica e o método linear, ajuda a realizar uma otimização estável da amplitude e da superfície nodal de uma função de onda de muitos corpos no nível de Monte Carlo quântico variacional. (c) O chamado método de difusão regularizada de rede de Monte Carlo é implementado no código, que fornece um cálculo de Monte Carlo quântico de difusão numericamente estável. (d) A implementação de uma diferenciação algorítmica adjunta nos permite calcular derivados de funções de onda de muitos corpos de forma muito eficiente e realizar otimizações estruturais e simulações de dinâmica molecular.
