自旋作为电子的基本属性之一，对分子和固体的电子结构起着至关重要的作用。在Kohn-Sham密度泛函理论(KS-DFT)框架下，对自旋相关电子结构的模拟难点主要在于自洽场 (SCF) 迭代中的收敛问题，以及高度依赖于交换关联泛函的模拟精度。杂化泛函由于包含了一部分Hartree-Fock理论中的精确电子交换能，往往比局域和半局域泛函有更高的精度，但昂贵的计算代价使其难以应用到大规模体系。

我中心运行与应用服务室对中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心团队进行了持续的技术支持，保障用户在“东方”超级计算系统上进行算法的创新与扩展。基于非限制和非共线自旋 KS-DFT中的杂化泛函提出了两种新的 ACE-ISDF 算法，适合研究大规模体系的自旋电子结构，并已集成到用户团队开发的第一性原理高性能并行计算软件KSSOLV中。与标准方法相比，ACE-ISDF 算法在保持高精度的同时，实现了两个数量级的加速，保证了 SCF 过程的收敛性，并且加速比随着体系规模的增加而增加。计算结果表明，与局域和半局域泛函相比，自旋 DFT 中的杂化泛函计算不仅可以得到准确的电子结构，还可以获得准确的铁磁半导体磁序温度。

低秩近似算法用于自旋密度泛函理论加速计算居里温度

责任编辑：郎杨琴