Development of efficient electronic-structure methods based on the adiabatic-connection fluctuation-dissipation theorem and Møller–Plesset perturbation theory

One of the major goals of quantum chemistry is to develop electronic-structure methods, which are not only highly accurate in the evaluation of electronic ground-state properties, but also computationally tractable and versatile in their application. A theory with great potential in this respect, however, without being free from shortcomings is the random phase approximation (RPA). In this work, developments are presented, which address the most important of these shortcomings subject to the constraint to obtain low- and linear-scaling electronic-structure methods. A scheme combining an elegant way to introduce local orbitals and multi-node parallelism is put forward, which not only allows to evaluate the RPA correlation energy in a fraction of the time of former theories, but also enables a scalable decrease of the high memory requirements. Furthermore, a quadratic-scaling self-consistent minimization of the total RPA energy with respect to the one-particle density matrix in the atomic-orbital space is introduced, making the RPA energy variationally stable and independent of the quality of the reference calculation. To address the slow convergence with respect to the size of the basis set and the self-correlation inherent in the RPA functional, range-separation of the electron-electron interaction is exploited for atomic-orbital RPA, yielding a linear-scaling range-separated RPA method with consistent performance over a broad range of chemical problems. As a natural extension, the concepts including local orbitals, self-consistency, and range-separation are further combined in a RPA-based generalized Kohn–Sham method, which not only shows a balanced performance in general main group thermochemistry, kinetics, and noncovalent interactions, but also yields accurate ionization potentials and fundamental gaps. The origin of the self-correlation error within RPA lies in the neglect of exchange-effects in the calculation of the interacting density-density response functions. While range-separation is a reasonable approach to counteract this shortcoming — since self-correlation is pronounced at short interelectronic distances — a more rigorous but computationally sophisticated approach is to introduce the missing exchange-effects, at least to some extent. To make RPA with exchange methods applicable to systems containing hundreds of atoms and hence a suitable choice for practical applications, a framework is developed, which allows to devise highly efficient low- and linear-scaling RPA with exchange methods. The developments presented in this work, however, are not only limited to RPA and beyond-RPA methods. The connection between RPA and many-body perturbation theory is further used to present a second-order Møller–Plesset perturbation theory method, which combines the tools to obtain low- and linear-scaling RPA and beyond-RPA methods with efficient linear-algebra routines, making it highly efficient and applicable to large molecular systems comprising several thousand of basis functions

Collective Fast Delivery by Energy-Efficient Agents

We consider k mobile agents initially located at distinct nodes of an undirected graph (on n nodes, with edge lengths). The agents have to deliver a single item from a given source node s to a given target node t. The agents can move along the edges of the graph, starting at time 0, with respect to the following: Each agent i has a weight omega_i that defines the rate of energy consumption while travelling a distance in the graph, and a velocity upsilon_i with which it can move. We are interested in schedules (operating the k agents) that result in a small delivery time T (time when the item arrives at t), and small total energy consumption E. Concretely, we ask for a schedule that: either (i) Minimizes T, (ii) Minimizes lexicographically (T,E) (prioritizing fast delivery), or (iii) Minimizes epsilon * T + (1-epsilon)* E, for a given epsilon in (0,1). We show that (i) is solvable in polynomial time, and show that (ii) is polynomial-time solvable for uniform velocities and solvable in time O(n+k log k) for arbitrary velocities on paths, but in general is NP-hard even on planar graphs. As a corollary of our hardness result, (iii) is NP-hard, too. We show that there is a 2-approximation algorithm for (iii) using a single agent

Personenfreizügigkeit und Wohnungsmarkt : Entwicklung 2018 : Schweiz

Seit der Mitte des vergangenen Jahrzehnts beeinflusst die Einführung der Personenfreizügigkeit die Einwanderungsrate in die Schweiz. Im Vergleich zu früher bewirkte dies strukturelle Änderungen, einerseits was die Herkunft, andererseits was die Qualifikation der Ausländer betraf. Mittlerweile ist dieser Effekt nicht mehr so ausgeprägt. Auch die Zuwanderungsraten haben sich deutlich reduziert. 2018 lag das Wachstum der ausländischen Bevölkerung bei 1%, während im Zuge der Einführung der Personenfreizügigkeit auch Wachstumsraten von über 3% zu beobachten waren. Diese Entwicklung wirkt sich auf den Markt für Wohnimmobilien aus. Das Ziel dieses Berichts ist es, die Entwicklung der ausländischen Haushalte zu verfolgen und ihren Einfluss auf den Wohnungsmarkt darzustellen. Dabei wird der aktuelle Zustand des Marktes den Wachstumsraten der Haushalte und ihrer Einkommensstruktur gegenübergestellt. Dazu wird der Wohnungsmarkt in zwei Teile unterteilt: Miete und Eigentum. Diese beiden Teile sind weiter unterteilt in drei Preissegmente: tiefes, mittleres und hohes Preissegment

Cross-border skill formation and institutional bricolage: the case of Luxembourg and its neighbors

The core argument of this paper is that Luxembourg’s location between the larger European nations of France and Germany is constitutive of skill development in this small state. On the one hand, Luxembourg continuously borrows educational models and principles from its two large(r) neighbors - which both represent major European models of skill formation. Thus, in Luxembourg’s skill formation system, elements from these two 'big' states get 'mixed,' although they are not necessarily complementary. On the other hand, Luxembourg compensates for its small size through impressive levels of cross-border activity with neighboring subnational regions in France, Germany, and Belgium - including in the cross-border provision of training. It does this through institutional bricolage and direct cooperation with neighboring countries - in this way significantly enlarging the scope and capacities of its national education system.Das zentrale Argument dieses Artikels ist, dass die Lage Luxemburgs zwischen den größeren europäischen Ländern Frankreich und Deutschland konstitutiv für die Entwicklung von Kompetenzen in diesem kleinen Land ist. Einerseits greift Luxemburg fortwährend auf die Bildungsmodelle und Prinzipien seiner beiden größeren Nachbarn zurück, deren Ausbildungssysteme jeweils als bedeutsame europäische Modelle gelten. So werden im Ausbildungssystem Luxemburgs Elemente aus diesen beiden großen Staaten auf vielfältige Weise integriert, auch wenn einige dieser Elemente nur bedingt komplementär sind. Andererseits kompensiert Luxemburg seine geringe Größe durch eindrucksvolle grenzüberschreitende Aktivitäten mit den benachbarten Regionen in Frankreich, Deutschland und Belgien - einschließlich grenzüberschreitender Ausbildungsangebote. So stellen wir fest, dass Luxemburg seine Größennachteile durch institutionelle "Bricolage" wie auch durch direkte Zusammenarbeit mit den Nachbarländern ausgleicht und so die Reichweite und Kapazitäten seines nationalen Bildungssystems erheblich erweitert

Cross-border skill formation and institutional bricolage: the case of Luxembourg and its neighbors

The core argument of this paper is that Luxembourg’s location between the larger European nations of France and Germany is constitutive of skill development in this small state. On the one hand, Luxembourg continuously borrows educational models and principles from its two large(r) neighbors - which both represent major European models of skill formation. Thus, in Luxembourg’s skill formation system, elements from these two 'big' states get 'mixed,' although they are not necessarily complementary. On the other hand, Luxembourg compensates for its small size through impressive levels of cross-border activity with neighboring subnational regions in France, Germany, and Belgium - including in the cross-border provision of training. It does this through institutional bricolage and direct cooperation with neighboring countries - in this way significantly enlarging the scope and capacities of its national education system.Das zentrale Argument dieses Artikels ist, dass die Lage Luxemburgs zwischen den größeren europäischen Ländern Frankreich und Deutschland konstitutiv für die Entwicklung von Kompetenzen in diesem kleinen Land ist. Einerseits greift Luxemburg fortwährend auf die Bildungsmodelle und Prinzipien seiner beiden größeren Nachbarn zurück, deren Ausbildungssysteme jeweils als bedeutsame europäische Modelle gelten. So werden im Ausbildungssystem Luxemburgs Elemente aus diesen beiden großen Staaten auf vielfältige Weise integriert, auch wenn einige dieser Elemente nur bedingt komplementär sind. Andererseits kompensiert Luxemburg seine geringe Größe durch eindrucksvolle grenzüberschreitende Aktivitäten mit den benachbarten Regionen in Frankreich, Deutschland und Belgien - einschließlich grenzüberschreitender Ausbildungsangebote. So stellen wir fest, dass Luxemburg seine Größennachteile durch institutionelle "Bricolage" wie auch durch direkte Zusammenarbeit mit den Nachbarländern ausgleicht und so die Reichweite und Kapazitäten seines nationalen Bildungssystems erheblich erweitert