基于 Charm++ 框架从矩阵乘积态可移植并行构造 CI 波函数
计算物理
2020-03-25 v1 强关联电子
摘要
从矩阵乘积态（MPS）构造组态相互作用（CI）展开涉及众多矩阵运算，以及在巨大希尔伯特空间中巧妙采样重要组态。本工作中，我们提出一种利用 Charm++ 并行编程框架从 MPS 构造 CI 展开的高效流程，可借此采用自动负载均衡与对象迁移设施。该流程被用于 MPS-to-CI 工具（Moritz 等，J. Chem. Phys. 2007, 126, 224109）、采样重构完全活性空间算法（SR-CAS，Boguslawski 等，J. Chem. Phys. 2011, 134, 224101）以及纠缠驱动遗传算法（EDGA，Luo 等，J. Chem. Theory Comput. 2017, 13, 4699-4710）。它提升了生产力，并允许采样程序演化为其种群扩展版本（例如带种群扩展的 EDGA [PE-EDGA]）。以 1,2-二氧杂环丁烷与萤火虫二氧杂环丁烷阴离子（FDO-）分子为例表明：1）该流程可在多种多核架构间灵活使用；2）仅通过提高异步执行比例即可持续改善并行效率；3）PE-EDGA 可从巨大希尔伯特空间构造 CAS 型 CI 波函数，在数小时内利用 FDO- 分子双自由基态的完整价层活性空间、通过约 1.66x10^6 个组态（仅占总组态的 0.0000028%）达到 0.9952 的 CI 完备性与 96.7% 的相关能。
引用
@article{arxiv.2003.10861,
title = {Portably parallel construction of a CI wave function from a matrix-product state using the Charm++ framework},
author = {Ting Wang and Yingjin Ma and Lian Zhao and Jinrong Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.10861},
year = {2020}
}