自旋作為電子的基本屬性之一，對分子和固體的電子結構起著至關重要的作用。在Kohn-Sham密度泛函理論(KS-DFT)框架下，對自旋相關電子結構的模擬難點主要在于自洽場 (SCF) 迭代中的收斂問題，以及高度依賴于交換關聯泛函的模擬精度。雜化泛函由于包含了一部分Hartree-Fock理論中的精確電子交換能，往往比局域和半局域泛函有更高的精度，但昂貴的計算代價使其難以應用到大規(guī)模體系。

我中心運行與應用服務室對中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心團隊進行了持續(xù)的技術支持，保障用戶在“東方”超級計算系統(tǒng)上進行算法的創(chuàng)新與擴展?；诜窍拗坪头枪簿€自旋 KS-DFT中的雜化泛函提出了兩種新的 ACE-ISDF 算法，適合研究大規(guī)模體系的自旋電子結構，并已集成到用戶團隊開發(fā)的第一性原理高性能并行計算軟件KSSOLV中。與標準方法相比，ACE-ISDF 算法在保持高精度的同時，實現了兩個數量級的加速，保證了 SCF 過程的收斂性，并且加速比隨著體系規(guī)模的增加而增加。計算結果表明，與局域和半局域泛函相比，自旋 DFT 中的雜化泛函計算不僅可以得到準確的電子結構，還可以獲得準確的鐵磁半導體磁序溫度。

低秩近似算法用于自旋密度泛函理論加速計算居里溫度

責任編輯：郎楊琴