间断有限元密度泛函理论

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论材料模拟软件在新一代神威超级计算机（海洋之光）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组（正交局域完备基组）来求解全局Kohn-Sham 方程，其精度媲美于平面波基组。特别地，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方案，并结合SW3900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个从核（601,344个核组）并行计算，依然保持25.7%的并行效率（28,080,000从核/432,000核组/72%并行效率），可以用于研究包含数十万原子（207,360碳原子）金属魔角石墨烯体系的电子结构性质。

报告人简介：胡伟博士于2013年博士毕业于中国科学技术大学，随后加入美国劳伦斯伯克利国家实验室进行应用数学博士后研究，2018年入职中国科学技术大学任特任研究员，博士生导师。胡伟博士的研究领域为理论与计算化学，致力于发展针对大尺度分子固体材料的第一性原理密度泛函理论低标度计算的新算法，同时开发高性能并行计算软件KSSOLV、PWDFT、HONPAS和DGDFT，并将其应用到材料模拟设计。主要研究方向：大规模密度泛函理论计算，密度泛函理论方法，密度泛函理论高性能计算软件开发，量子计算算法，机器学习、深度学习和神经网络算法及应用，高性能并行计算方法，数值计算算法。