Kvantmekanikobservabler för molekylsystem approximerade med ab initio molekyldynamik

Abstrakt: Molekyldynamikberäkningar utförs ofta genom att använda ”fördefinierade potentialer” som till exempel kan ha bestämts via empiriska data. Jag kommer att presentera den alternativa metoden ab initio molekyldynamik, där potentialen kontinuerligt beräknas via elektronstrukturberäkningar. Därigenom kan molekyldynamik användas även för kemiskt komplexa system där traditionell molekyldynamik har problem. För dessa metoder är det dessutom möjligt att matematiskt utvärdera deras kvalité genom att finna feluppskattningar för observabler beräknade med kvantmekanik jämfört med samma observabler beräknade med molekyldynamik. Jag kommer att visa en sådan feluppskattning för simulering av molekylsystem i kanonisk ensemble, där temperaturen hålls fixerad. För dessa system är elektronstrukturberäkningen en utmaning, på grund av det så kallade teckenproblemet, vilket leder till noggrannhetsförlust på grund av kancellation. Jag kommer att beskriva en metod som delvis, men inte helt, avhjälper teckenproblemet.