基于高斯轨道周期系统的快速可扩展GPU加速量子化学：实现与杂化密度泛函理论计算
化学物理
2024-10-30 v1 材料科学
摘要
固态材料的高效杂化DFT模拟对计算化学和材料科学极为有益，但目前由于使用平面波轨道基计算哈特里-福克（HF）交换的困难而成为瓶颈。我们提出了一种基于GPU加速、高斯轨道的积分算法，用于具有周期性边界条件的系统，该算法利用Ewald求和有效计算静电相互作用。我们已在TeraChem软件包中实现了该方法，采用点近似，从而能够在单个GPU卡上以HF或杂化DFT级别模拟包含数百或数千个原子的晶胞。我们的实现易于在多个GPU上并行化，为准确模拟扩展材料在基态和激发态下的性质和动力学铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2410.22278,
title = {Fast and Scalable GPU-Accelerated Quantum Chemistry for Periodic Systems with Gaussian Orbitals: Implementation and Hybrid Density Functional Theory Calculations},
author = {Yuanheng Wang and Diptarka Hait and Pablo A. Unzueta and Juncheng Harry Zhang and Todd J. Martínez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.22278},
year = {2024}
}