KJM3650 – Beregninger for kvantekjemi

Kvantekjemiske beregninger blir stadig mer viktig for kjemien: de er sentrale for alt fra grunnleggende forståelse av kjemiens prosesser, via tolkning og design av eksperimenter, til design av legemidler og avanserte materialer. Kvantekjemiske beregninger er også blant de mest lovende anvendelser av kvantedatamaskiner. For å bruke beregningsverktøy på en effektiv måte i forskning eller industri er kunnskap om kvantekjemi sentralt.

Emnet gir en engasjerende og moderne innføring i elektronstrukturteori med vekt på underliggende teori og forståelse av viktige konsepter. Emnet tar for seg tema som Schrödingerlikningen, Born-Oppenheimer-tilnærmingen, Hartree-Fock teori (HF), basissett, tetthetsfunksjonalteori (DFT), og coupled-cluster-teori (C), deriblant unitær CC-teori.

Utstyrt med lærdommen fra kurset vil du kunne designe, utføre og tolke kvantekjemiske beregninger, og du vil også besitte grunnleggende kunnskap for forskning innen kvantekjemi og andvendelsen av denne innen kvanteberegninger.

Etter å ha fullført emnet kan du:

• Greie ut om Born-Oppenheimer tilnærmingen og molekylære potensialenergiflater
• Gjøre rede for Schrödingerlikningen for mangeelektronsystemer
• Forklare begrepene elektronkorrelasjon, herunder statisk og dynamisk korrelasjon
• Sammenlikne bølgefunksjonsteori og tetthetsfunksjonalteori
• Drøfte viktige bølgefunksjonsmetoder, slik som Hartree Fock og coupled-cluster-metoden, på et detaljert nivå
• Drøfte tetthetsfunksjonalteori, på et detaljert nivå
• Diskutere begrensninger og muligheter ved ulike metoder
• Reflektere over hvilke metoder som er egnet for et gitt problem, derblant vurdere beregningskostnadene
• Anvende teori til å designe og utføre kvantekjemiske beregninger og tolke disse
• Reflektere over forskjellen mellom kvantekjemiske beregninger på klassiske datamaskiner og kvantedatamaskiner

I tillegg til generell studiekompetanse eller realkompetanse må du dekke spesielle opptakskrav.

Du må ha:

• Matematikk R1 (eller Matematikk S1 og S2) + R2

Og en av disse:

• Fysikk (1+2)
• Kjemi (1+2)
• Biologi (1+2)
• Informasjonsteknologi (1+2)
• Geofag (1+2)
• Teknologi og forskningslære (1+2)

De spesielle opptakskravene kan også dekkes med fag fra videregående opplæring før Kunnskapsløftet, eller på andre måter.

Emnet går over et semester. Undervisningen består av:

• 45 timer forelesninger
• 30 timer gruppeøvelser

Det er obligatorisk oppmøte til første forelesning (gjelder også hvis du står på venteliste). Du mister plassen på emnet dersom gyldig forfall ikke er meldt til Kjemisk institutt før forelesningen/gruppeundervisning starter.

• Avsluttende muntlig eksamen som teller 100 % ved sensurering.

Som eksamensforsøk i dette emnet teller også forsøk i følgende tilsvarende emner: KJM4650 – Beregninger for kvantekjemi

Studenter som dokumenterer gyldig fravær fra ordinær eksamen, kan ta utsatt eksamen i starten av neste semester.

Det tilbys ikke ny eksamen til studenter som har trukket seg under ordinær eksamen, eller som ikke har bestått.