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Enhancing Vibronic-Coupling Hamiltonian Parameterization with Machine Learning: The PyVCHAM Tool

delete2026-05-18
delete0
PRE
AI
E
Emilio Rodríguez-Cuenca *
A
Alexander I. Kuleff
O
Oriol Vendrell
DOI:10.1021/acs.jctc.6c00058delete
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摘要

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非绝热效应对分子系统的光物理和光化学起着关键作用,但将其高效地纳入量子分子动力学模拟中仍然具有挑战性,这源于需要在相关电子态的能层中构建精确的分子哈密顿量表示。本文介绍了PyVCHAM库,该库基于成熟的multimode vibronic-coupling框架构建,并通过现代机器学习技术进行参数优化。该代码与电子结构包接口以生成势能面,从而实现对绝热哈密顿量的参数化,用于量子动力学计算。通过优化专用损失函数、利用自动微分计算参数空间中的解析梯度以及采用广泛的优化算法,核心引擎在准确度、灵活性和效率方面相较于现有实现得到了显著提升。PyVCHAM库引入了基于JSON数据格式的标准化格式来存储vibronic-coupling哈密顿量。它还引入了将任意数量的现有vibronic哈密顿量组合成相互作用超系统或聚集体的能力,其中组分通过偶极-偶极相互作用耦合。多个说明性示例突出了该程序处理先前难以处理的复杂、高维分子系统的能力。
Keyword:
Hamiltonians
Molecular dynamics
Molecules
Optimization
Potential energy

期刊

Journal of Chemical Theory and Computation 封面图
Journal of Chemical Theory and Computation
IF:
5.5
论文数:
1.1W
被引数:
5.4W

机构

U
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学者数:
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论文数: 116
被引数: 3
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