Osnabrück 2002 – wissenschaftliches Programm

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A: Atomphysik

A 12: Cluster IV: Molekulare Cluster, Theorie (gemeinsam mit FV Molekülphysik)

A 12.4: Vortrag

Mittwoch, 6. März 2002, 17:15–17:30, HS 01/E01

Lineare Skalierung im Quanten-Monte-Carlo-Verfahren — •Arne Lüchow und Sebastian Manten — Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie I, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 40225 Düsseldorf

Mit dem Quanten-Monte-Carlo-Verfahren (QMC) kann das elektronische Vielkörperproblem von Molekülen oder Molekülaggregaten numerisch gelöst werden. Die zeitunabhängige elektronische Schrödingergleichung wird dabei in eine Diffusionsgleichung überführt, und der Diffusionsprozess wird mit dem Computer simuliert, wobei die Elektronenkorrelation direkt und exakt erfasst wird.

Aufgrund der direkten Quantensimulation ist das QMC-Verfahren zwar sehr genau, aber auch sehr rechenzeitintensiv. Die elektronische Energie wird als gewichtetes Mittel über die lokale Energie Ψ⁻¹HΨ entlang der Diffusionstrajektorie erhalten, wobei Ψ eine antisymmetrische Hilfsfunktion ist. Die Berechnung der lokalen Energie skaliert mit der Elektronenzahl n in den bisher verwendeten QMC-Algorithmen wie n³. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie diese Skalierung auf n² reduziert werden kann und sogar lineare Skalierung in den bei derzeit realistischen Systemgrößen geschwindigkeitsbestimmenden Algorithmenteilen erzielt werden kann.