CISD 计算中外空间电子组态的快速哈希算法

最新推荐文章于 2025-10-13 14:46:34 发布

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#C++ #量子化学 #算法 #计算化学

在CISD计算过程中，外空间电子配置最多涉及两个电子。通过只记录电子所在轨道而非完整的0/1序列，可以使用四个整数和一个64位无符号整数哈希来简化表示。这种方法降低了存储需求，提高了计算效率。算法实现了将四个轨道编号高效转化为哈希值。

CISD 计算中，外空间最多只能有两个电子存在，所有可能的组合是

alpha 0, beta 0
alpha 1, beta 0
alpha 1, beta 1
alpha 2, beta 0
alpha 0, beta 1
alpha 0, beta 2

我们只需要记录电子在哪个轨道上，而无需将外空间完整记录为两个 0/1 序列。这就需要四个整数去保存电子存在的位置：[a1, b1, a2, b2]。实际体系的轨道数总是有限的，那么我们可以将这四个数用 16 位去表示，四个数拼接为 64 位，用这样一个 64 位无符号整数作为这四个数整体的哈希。

算法实现如下：

std::uint64_t Hash(unsigned a1, unsigned b1, unsigned a2 = 0, unsigned b2 = 0)
{
    std::uint64_t hash_val = 0;
    hash_val |= a1;
    hash_val <<= 16;
    hash_val |= a2;
    hash_val <<= 16