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J-GLOBAL ID：202002268221034137   整理番号：20A0748132

3D並列高速Fourier変換を用いた実空間グリッド上のHartree-Fock交換エネルギーの大規模並列実行【JST・京大機械翻訳】

Large-Scale Parallel Implementation of Hartree-Fock Exchange Energy on Real-Space Grids Using 3D-Parallel Fast Fourier Transform

著者 (4件)： Takahashi Hideaki (Department of Chemistry, Graduate School of Science, Tohoku University, Japan) ,  Sakuraba Shun (National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology, Japan) ,  Morita Akihiro (Department of Chemistry, Graduate School of Science, Tohoku University, Japan) ,  Morita Akihiro (Element Strategy Initiative for Catalysts and Batteries (ESICB), Kyoto University, Japan)
資料名： Journal of Chemical Information and Modeling  (Journal of Chemical Information and Modeling)
巻： 60  号： 3  ページ： 1376-1389  発行年： 2020年 
JST資料番号： A0294A  ISSN： 1549-9596  CODEN： JCISD8  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 密度汎関数理論におけるハイブリッド交換汎関数の並列実行において,高効率を達成する目的で,実空間格子法を用いて,Hartree-Fock(HF)交換エネルギーの2種類の実装を開発した。最初に,PFFTと呼ばれる三次元高速Fourier変換(FFT)の並列実行を,軌道対の密度の静電ポテンシャルに対するPoisson方程式を解くために適用した。他のアプローチにおいて,Poisson方程式を共役勾配(CG)手順により反復的に解き,Laplace演算を領域分解スキームにより並列化した。これら二つのアプローチの間で交換エネルギー計算に対する並列性能の比較を行い,FFT法による計算がCGによる計算よりも速いことを明らかにした。FFTによる方法は,FFTの並列実行に関連する集団的メッセージ通過インタフェイス通信において,より大きな帯域幅を利用できるので,CGよりも有利である。また,射影演算子を実行して,すべての自己無撞着場ステップにおける交換エネルギーの面倒な計算を回避し,収束を促進するために重要な寄与を行った。著者らの実装の精度を評価するために,水和イオンの会合エネルギーを計算した。これは,洗練された基底関数系を用いたGauss09プログラムにより与えられたものと非常に良く一致した。Copyright 2020 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 基底関数系 ,  共役 ,  インタフェイス ,  帯域幅 ,  射影演算子 ,  通信 ,  演算 ,  汎関数 ,  Poisson方程式 ,  密度汎関数法 ,  *三次元 ,  水和イオン ,  *高速Fourier変換 ,  静電ポテンシャル
準シソーラス用語： 高効率 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (5件)： 計算機シミュレーション  (JE11000H) ,  理論生物学一般  (EA02010D) ,  酵素一般  (EB09010D) ,  生物科学研究法一般  (EA03010K) ,  蛋白質・ペプチド一般  (EB03010N)

タイトルに関連する用語 (6件)： 3D ,  高速Fourier変換 ,  実空間 ,  グリッド ,  交換エネルギー ,  大規模