Adaptively Compressed Polarizability Operator
For Accelerating Large Scale ab initio Phonon Calculations Ze Xu1 Lin Lin2 Lexing Ying3
1,2UC Berkeley 3ICME, Stanford University
BASCD, December 3rd 2016
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 1 / 40
Adaptively Compressed Polarizability Operator For Accelerating Large - - PowerPoint PPT Presentation
Adaptively Compressed Polarizability Operator For Accelerating Large Scale ab initio Phonon Calculations Ze Xu 1 Lin Lin 2 Lexing Ying 3 1 , 2 UC Berkeley 3 ICME, Stanford University BASCD, December 3rd 2016 Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 1
1,2UC Berkeley 3ICME, Stanford University
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 1 / 40
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 2 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 3 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 4 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 5 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 6 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 7 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 7 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 7 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 7 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 7 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 7 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 8 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 9 / 40
Phonon
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 10 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 11 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 12 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 13 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 14 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 15 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 16 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 17 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 18 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 19 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 20 / 40
DFT
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 21 / 40
ACP
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 22 / 40
ACP
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 23 / 40
ACP
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 24 / 40
ACP
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 25 / 40
ACP
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 26 / 40
ACP
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 27 / 40
ACP
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 28 / 40
Numerical Examples
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 29 / 40
Numerical Examples
0.2 0.4 0.6 0.8 1
phonon frequency
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
ϱD
DFPT ACP FD
0.2 0.4 0.6
phonon frequency
1 2 3 4 5 6 7 8 9
ϱD
DFPT ACP FD
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 30 / 40
Numerical Examples
40 60 80 100 120 140
System size: # of Atom
102 103 104
Time (s)
DFPT ACP FD
40 60 80 100 120 140
System size: # of Atom
102 103
Time (s)
DFPT ACP FD
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 31 / 40
Numerical Examples
20 40 60 80 100 120 10 20 30 40 50 60 70 10 20 30 40 50 60 70
index(i)
1 2 3 4 5
εi
unoccupied
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 32 / 40
Numerical Examples
DFPT ACP
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 33 / 40
What’s More?
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 34 / 40
What’s More?
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 35 / 40
What’s More?
External Perturbation (avg along z-axis) 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30
0.5 1 1.5
ACP Response (avg along z-axis) 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30
0.02 0.04 0.06
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 36 / 40
What’s More?
Error of ACP Response (avg along z-axis) 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30
2 4 6 #10-8
Error of FD Response (avg along z-axis) 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30
2 4 6 8 10 12 #10-6
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 37 / 40
Conclusion
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 38 / 40
Conclusion
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 39 / 40
Conclusion
Ze Xu (UC Berkeley) ACP BASCD 2016 40 / 40