用于加速广义 Kohn-Sham 密度泛函理论实空间有限元离散中交换计算的 Tucker 张量方法

在系统可改进的完备基组下，Fock 交换的计算通常是杂化泛函密度泛函理论计算中计算成本最高的部分。在这项工作中，我们采用了一种基于 Tucker 张量的方法，通过将三维卷积积分转换为一系列一维卷积积分的张量积，显著加速了 Fock 交换作用的计算。我们的数值实现采用了一种并行化策略，该策略平衡了内存和通信瓶颈，同时重叠计算和通信操作以提高计算效率和并行可扩展性。在各种体系上展示了其准确性和计算效率，包括不同尺寸的 Pt 团簇和一个含有 3,684 个电子的 $\text{TiO}_{\text{2}}$ 团簇。