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StochasticGW-GPU:超过 10000 原子分子的快速准粒子能量

化学物理 2026-02-17 v2 材料科学

摘要

StochasticGW\mathtt{StochasticGW} 是一种用于计算分子和材料系统在 GW 近似下的准粒子(QP)能量的代码。StochasticGW\mathtt{StochasticGW} 利用随机身份解析(sROI)技术实现大规模并行,计算成本随系统规模呈准线性增长,使其能够处理数万电子的系统。我们引入了新的实现 StochasticGWGPU\mathtt{StochasticGW-GPU},将主要瓶颈步骤移植至 GPU,显著提升了代码性能。我们以计算含有 10001 个原子和 35144 个电子的硅氢簇(SixHy\textrm{S}\textrm{i}_{\textrm{x}}\textrm{H}_{\textrm{y}})的带隙为例,获得的单个 QP 能量统计精度良好,小于 ±0.03\pm0.03 eV,求解时间在分钟级。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.21005,
  title  = {StochasticGW-GPU: rapid quasi-particle energies for molecules beyond 10000 atoms},
  author = {Phillip S. Thomas and Minh Nguyen and Dimitri Bazile and Tucker Allen and Barry Y. Li and Wenfei Li and Mauro Del Ben and Jack Deslippe and Daniel Neuhauser},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.21005},
  year   = {2026}
}

备注

29 pages, 5 figures