The doubly occupied configuration interaction (DOCI) approach can provide an accurate black-box description of nondynamic electron correlation at a computational cost that increases combinatorially with the system size. Remarkably, a pair coupled-cluster doubles (pCCD) approach (also known as the antisymmetrized product of one-reference orbital geminals) can reproduce DOCI energies with only a quadratic number of wave function parameters, and, when neglecting the cost associated with any two-electron integral transformations, these parameters can be determined at a cubic computational cost. Other simpler seniority-zero approaches derived from size-extensive modified configuration interaction doubles functionals can also provide approximations to DOCI energies at similar computational costs. We develop seniority-zero formulations of the coupled-electron pair approximation, the averaged coupled-pair functional, averaged quadratic coupled-cluster, and the parametric two-electron reduced density matrix (p2RDM) approach. These methods are Hermitian and thus offer several potential advantages over pCCD theory, including a reduction in the number of variable parameters and simplified definitions of reduced density matrices. Of the methods investigated, only the pair p2RDM (pp2RDM) approach yields energies that are comparable in quality to pCCD and DOCI. For the molecular systems investigated, pp2RDM-derived RDMs are found to be better approximations to DOCI ones than those obtained from pCCD.

中文翻译：

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规模广泛的资历为零的能量泛函，是通过双激发的配置相互作用得出的。

双占配置相互作用（DOCI）方法可以提供非动态电子相关性的准确黑匣子描述，其计算成本随系统大小的增加而增加。引人注目的是，一对耦合集群双打（pCCD）方法（也称为单参考轨道双子的反对称乘积）可以仅使用二次函数的波函数参数来复制DOCI能量，并且在忽略与任何两个波函数参数相关的成本时-电子积分变换，可以三次计算成本确定这些参数。从规模广泛的修改后的配置交互加倍功能衍生出的其他更简单的资历零方法也可以以相似的计算成本提供DOCI能量的近似值。我们开发了耦合电子对近似，平均耦合对功能，平均二次耦合集群和参数两电子降密度矩阵（p2RDM）方法的资历零公式。这些方法是Hermitian方法，因此比pCCD理论具有一些潜在的优势，包括减少可变参数的数量以及简化的密度矩阵定义。在研究的方法中，只有成对的p2RDM（pp2RDM）方法产生的能量在质量上可与pCCD和DOCI相媲美。对于所研究的分子系统，发现从pp2RDM衍生的RDM比从pCCD获得的近似更好的DOCI近似。以及参数化的两电子降密度矩阵（p2RDM）方法。这些方法是Hermitian方法，因此比pCCD理论具有一些潜在的优势，包括减少可变参数的数量以及简化的密度矩阵定义。在研究的方法中，只有成对的p2RDM（pp2RDM）方法产生的能量在质量上可与pCCD和DOCI相媲美。对于所研究的分子系统，发现从pp2RDM衍生的RDM比从pCCD获得的近似更好的DOCI近似。以及参数化的两电子降密度矩阵（p2RDM）方法。这些方法是Hermitian方法，因此比pCCD理论具有一些潜在的优势，包括减少可变参数的数量以及简化的密度矩阵定义。在研究的方法中，只有成对的p2RDM（pp2RDM）方法产生的能量在质量上可与pCCD和DOCI相媲美。对于所研究的分子系统，发现从pp2RDM衍生的RDM比从pCCD获得的近似更好的DOCI近似。只有一对p2RDM（pp2RDM）方法产生的能量在质量上可与pCCD和DOCI相媲美。对于所研究的分子系统，发现从pp2RDM衍生的RDM比从pCCD获得的近似更好的DOCI近似。只有一对p2RDM（pp2RDM）方法产生的能量在质量上可与pCCD和DOCI相媲美。对于所研究的分子系统，发现从pp2RDM衍生的RDM比从pCCD获得的近似更好的DOCI近似。