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Approximations of density matrices in N-electron valence state second-order perturbation theory (NEVPT2). III. Large active space calculations with selected configuration interaction reference

完整活动空间 价(化学) 波函数 物理 密度泛函理论 计算机科学 原子物理学 量子力学 基准集
作者
Yang Guo,Kantharuban Sivalingam,Vijay Gopal Chilkuri,Frank Neese
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:162 (14) 被引量:2
标识
DOI:10.1063/5.0262473
摘要

In multi-reference (MR) methods, addressing systems with large active spaces remains a challenge in the field. In Papers I and II of this series, we demonstrated that full rank N-electron valence state second-order perturbation theory (FR-NEVPT2) is a robust MR perturbation theory capable of computing strongly correlated systems with approximate density matrices. However, the previous FR-NEVPT2 implementation requires the computation and storage of fifth-order reduced density matrices (RDMs), limiting the usage of FR-NEVPT2 for systems with large active spaces. In the present work, as Paper III of the series, we report a new FR-NEVPT2 algorithm to handle systems with large active spaces. In the new algorithm, an approximate complete active space (CAS) self-consistent field (SCF) method, iterative configuration expansion (ICE) SCF, is employed to compute the reference wave functions for FR-NEVPT2. Then, the necessary Koopmans matrices of FR-NEVPT2 involving various RDMs are constructed using the intermediates designed by Kollmar et al. [J. Chem. Phys. 155, 234104 (2021)] to avoid storage bottlenecks. The performance of the new FR-NEVPT2 algorithm for systems with large active spaces is evaluated. Our results show that even with aggressive truncation parameters to truncate the ICE-SCF reference wave function, FR-NEVPT2 effectively recovers the missing static correlations of ICE-SCF. Several interesting systems with active spaces up to CAS(34,34) are studied using FR-NEVPT2 with ICE-SCF reference.
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