快速相對論量子化學方法研究與程式實現

《快速相對論量子化學方法研究與程式實現》是依託華南師範大學，由彭導靈擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：快速相對論量子化學方法研究與程式實現
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：彭導靈
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

量子化學計算方法能否得到更廣泛套用的關鍵在於計算效率，計算速度的不斷加快將會使得研究工具和手段發生革命性的變化，比如與虛擬現實技術相結合，會使得研究者可以直接去接觸和操縱分子。相對論量子化學計算通常在人們的印象中是比較慢的，這是因為大多相對論程式沒有在計算效率上深入考慮。然而，很多重要的實驗現象必須採用相對論性的理論才能得到合理解釋，比如包含自旋軌道耦合效應的光譜研究與含重元素分子的結構參數的計算，因而相對論量子化學計算方法才適合整個周期表元素的研究。本課題提出在計算中涉及的各個環節，利用相對論效應的局域性，發展出高效準確的理論方法；並藉助不斷發展的計算機軟硬體技術，實現快速的相對論量子化學計算程式。項目的實施會使得相對論計算方法得到更廣泛的套用，在快速計算方法開發上積累經驗，跟上科學發展的趨勢。

結題摘要

含重元素的分子需要利用相對論性的量子化學計算方法處理才能得到合理的計算結果，尤其當自旋軌道耦合效應很重要的時候，即使較輕的有機分子也需要用相對論方法計算才能得到高精度的結果。項目針對相對論量子化學計算方法計算量大，套用受限的特點提出了發展快速高效的相對論計算方法和程式。提出在基組方面採用相對論適用的收縮基組，相對論解耦合變換時採用局域近似，計算電子排斥積分時考慮對稱性，引入非正交局域分子軌道等技術來降低計算量。項目完成了部分計算程式或模組，但沒有形成一個完整高效的量子化學程式。