间断有限元密度泛函理论
科研大讨论系列报告
报告题目(Title)：间断有限元密度泛函理论
报告人(Speaker)：胡伟（中国科学技术大学）
地点(Place)：后主楼1225
时间(Time)：2023年8月30日（周三）14:00-15:00
邀请人(Inviter)：陈华杰
报告摘要
高性能计算是现代异构超级计算机上加速第一性原理密度函数理论计算材料模拟的有力工具。在本次报告中，我们描述了间断有限元密度泛函理论DGDFT低标度计算软件在新一代神威•海洋之光超级计算机上如何实现超大规模E级高性能并行计算。DGDFT方法采用在自洽场迭代过程中动态产生的自适应局域基函数ALB（正交局域完备基组）来求解全局Kohn-Sham方程，其精度媲美于标准平面波基组。同时，DGDFT方法采用两级并行化策略，用来处理不同类型的数据分布、任务调度和数据通信，并结合申威处理器主从核多线程异构并行的特性，在新一代神威超级计算机上实现了E级超大规模高性能并行计算密度函数理论材料模拟。由于DGDFT具有高度可扩展性，可以在新一代神威超级计算机使用39,087,360个核心（601,344个MPI进程）并行计算，依然保持60%的并行效率，可以用于研究包含数百万原子（250万原子锂纳合金）复杂金属体系的电子结构性质。
关键词：第一性原理计算；密度泛函理论；高性能并行计算；神威超级计算机
参考文献：[1] Wei Hu*, Lin Lin*, and Chao Yang*, J. Chem. Phys. 143, 124110 (2015).
[2] Wei Hu, Xinming Qin, Weile Jia, Hong An*, Jinlong Yang*, et al, Sci. Bull. 66, 111 (2021).
[3] Wei Hu, Hong An*, Weile Jia*, Jinlong Yang*, et al, SC22, ACM Gordon Bell Prize Finalist (2022).
[4] Xinming Qin, Wei Hu*, Jinlong Yang, et al, CCF Transactions on High Performance Computing (2022).
主讲人简介
胡伟 中国科学技术大学 研究员 博士生导师。研究领域为理论与计算化学，致力于发展针对凝聚相复杂大体系的第一性原理低标度计算方法，开发高性能并行计算软件KSSOLV、PWDFT、HONPAS和DGDFT。曾获2018年中科院百人计划和2020年中国化学会唐敖庆理论化学青年奖。高性能计算软件成果“神威•太湖之光超级计算机首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟”作为我国在“战略高技术领域取得的新跨越”的十项代表性成果之一，入选习总书记在2021年两院院士大会和中国科协第十次全国代表大会上讲话，入选2022年中央电视台“领航中国 科技自立自强 筑国家强盛之基”。在新一代神威•海洋之光超级计算机上首次突破百万原子千万核心第一性原理计算模拟，使用3590万核计算250万原子复杂金属异质结的超大规模电子结构，该成果入围2022年 “超级计算应用领域的诺贝尔奖”“戈登·贝尔”奖提名，同时获得2022年中国超算最佳应用奖。
