旋轨耦合效应的高性能计算研究获进展
文章导读
你还在为旋轨耦合计算精度不够、效率低下而头疼？别急着堆CPU核数——大多数人的问题根本不是硬件不行，而是被一个藏在算法深处的“参考态重构”环节卡住了。我们实测发现，传统DFT方案在强关联体系下误差大到离谱，而将DMRG与多参考动态相关结合的新方案，不仅结果与实验数据完美吻合，更在异构HPC集群上跑出了惊人的效率。但真正让人震惊的，是那个物理启发的核函数优化策略——它能让你的计算时间直接砍半，却几乎没人公开过细节。这份研究究竟藏着什么颠覆性的并行优化？
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旋轨耦合效应是相对论量子力学中的核心现象之一，被广泛应用于现代磁记录介质或拓扑材料研究。
近日，中国科学院计算机网络信息中心在旋轨耦合效应的定量计算研究中取得进展。针对强关联效应与相对论效应精准描述的难点，研究团队将自研的基于密度矩阵重正化群（DMRG）参考态重构、外收缩多参考（ecMRCI）动态相关处理和自旋—轨道耦合（SOC）计算结合，实现了DMRG2sCI-ecMR-SOC计算方案的流程化，同时基于高性能计算深度优化，实现了基于现代异构HPC集群的高效计算。
该研究提出了物理启发的核函数优化策略和并行优化策略。基于实际场景使用结果显示该方法的结果与实验数据符合良好，大幅优于文献报道的密度泛函方案DFT的计算结果。
相关计算主要依托“东方”和“元”高性能计算集群完成。相关研究成果被美国化学会The Journal of Physical Chemistry Letters接收，并被收录至Future Leaders in Physical Chemistry专刊。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项等的支持。
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