三十年磨一剑,空穴-粒子对称的图形酉群方法获2017年陕西省科学技术一等奖

    多组态系统的理论研究是量子化学最具挑战性的课题。研究多组态系统的物理机制,对揭示光化学反应及过渡金属催化剂的催化机理、 设计新型材料等利于具有重要指导作用。研究多组态系统最精确的方法是多参考态组态相互作用(MRCI)理论,内收缩多参考态组态相互作用(icMRCI)被认为是最有效的MRCI近似方法。然而,icMRCI理论非常复杂,虽然在商业程序中已经实现,但其计算量大,长期以来只适用于小分子的研究。如何提高MRCI的计算效率,使之能用于电子数目较多的分子体系研究,是量子化学家长期以来关注的问题。

    文振翼教授与王育彬教授带领的研究团队三十余年来一直致力于多参考态电子相关理论的研究。为解决传统的MRCI方法难以处理大分子体系的难题,项目组提出了原创性的“空穴—粒子对称图形酉群理论”,发展了内收缩MRCI理论和多参考态二级微扰理论,开发了大规模的多参考态电子相关计算程序包—Xi’an-CI,其计算效率优于被广泛使用的商业程序。相关工作已4次获得陕西省科学技术一等奖。

    2003年来,在前期工作基础上,课题组提出了空穴—粒子对称图形酉群理论,开发了高效的MRCI程序,使MRCI可被用于的大分子体系的研究。随后,基于空穴-粒子对称图形酉群理论,发展了大规模并行化的MRCI算法与程序,在一个12个节点的小规模集群上完成了超过3亿维的大规模组态相互作用计算,这在当时是世界第二大规模的组态相互作用计算。近年来,项目提出了基于图形酉群的内收缩MRCI方法,并实现了icMRCI的程序化,解决了困扰国际量子化学界三十余年的“图形酉群太复杂、难以用于内收缩多参考态组态相互作用计算”的难题。

    文振翼与王育彬教授长期以来一直坚持基础科学研究,致力于量子化学程序的发展。在80年代中期,受国外商业量子化学软件冲击,国内量子化学程序研究大多被放弃,两位老先生仍坚持本领域的研究工作。他们兢兢业业的工作,坚持自主创新,“写”出中国人自己的化学程序,得到了陕西日报“三秦学人”专栏的特别报道。

    2018年5月28日,习近平总书记在两院院士大会发表了重要讲话,期冀广大科技工作者要有强烈的创新信心和决心,勇于攻坚克难,追求卓越,积极抢占科技竞争和未来发展的制高点。两位老先生的工作是典型的基础研究,是啃骨头的工作,是30余年来坚持自己更生、自主创新的工作,研究工作实现了在本领域从跟跑、并跑到领跑的跨越。未来,项目组将发展算法,继续优化程序,并大力推动Xi’an-CI程序的应用研究,作出更多原创性的工作。

                 

 

 

三秦学人报道

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