Kuantum kimyasında malzeme özelliklerini teorik olarak hesaplamak, genellikle büyük hesaplama gücü gerektiren karmaşık işlemlerdir. Özellikle periyodik coupled-cluster kuramı, yüksek doğruluk sağlamasına rağmen hesaplama maliyeti nedeniyle sınırlı kullanılmaktaydı.
Yeni geliştirilen yazılım implementasyonu, bu sorunu çözerek Brillouin bölgesinde daha yoğun örnekleme yapmaya olanak sağlıyor. Sistem, 12 düğümde toplam 1152 çekirdek kullanarak, 6³=216 k-noktasına kadar hesaplama yapabiliyor. Bu, daha önce ulaşılamayan bir yoğunluk seviyesi anlamına geliyor.
Araştırmacılar sekiz basit yarıiletken ve yalıtkan malzeme üzerinde test yapmış, kohezif enerji ve bant aralığı değerlerini 0,1 eV hassasiyetle belirlemeyi başarmışlar. CCSD seviyesindeki bu hesaplamalar, malzeme bilimi için kesin referans değerleri oluşturuyor.
Deneysel sonuçlarla karşılaştırıldığında, kohezif enerji hesaplamalarında ortalama 0,1-0,2 eV hata payı gözlendi ve genellikle değerler olduğundan düşük hesaplandı. Bu gelişme, yeni malzemelerin tasarımında ve mevcut malzemelerin özelliklerinin anlaşılmasında teorik kimyanın rolünü güçlendiriyor.