Сейчас в физике твёрдого тела используются методы расчётов из первых принципов, основанные на теории функционала плотности.
(англ. density functional theory, DFT) — метод расчёта электронной структуры систем многих частиц в квантовой химии. В частности, применяется для расчёта электронной структуры молекул твердого вещества. Это один из самых наиболее широко используемых и универсальных методов в вычислительной химии. Твёрдое тело рассматривается как система, состоящая из большого числа одинаково взаимодействующих между собой электронов, удерживаемых вместе решёткой из атомных ядер. Основная идея метода заключается в использовании понятия электронной плотности в основном состоянии, её распределение описывается уравнением Шрёдингера.
Достоинством расчётов из первых принципов является точное описание атомного взаимодействия с учётом квантовых эффектов. Недостатком — невозможность расчёта за разумное время микроскопических систем с достаточно большим числом частиц, например, атомов (практически редко более 100).
NNP - наиболее оптимально подходит для решения этой задачи и позволяет увеличить число охватываемых связей атомов