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GEneral fraMework for Preconditioning and AuGmentations

Descrizione del progetto

Superare i colli di bottiglia computazionali nella progettazione di materiali quantistici

Simulare l’interazione degli elettroni all’interno di semiconduttori avanzati e celle solari richiede un’enorme potenza di calcolo. Il principale ostacolo matematico riguarda il calcolo del funzionamento di funzioni complesse su matrici e vettori di grandi dimensioni, un processo che non è efficiente e che presenta una scarsa scalabilità man mano che i materiali simulati diventano più grandi. I metodi di simulazione standard non sono in grado di gestire la vastità dei sistemi fisici. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto GEMPAG svilupperà un quadro generale di accelerazione. Il sistema introduce un approccio matematico unificato che combina il precondizionamento polinomiale e randomizzato con l’aumento di funzione e i metodi multi-griglia. Concentrandosi sui calcoli complessi nella teoria dei materiali quantistici (teoria delle perturbazioni a molti corpi), il software open-source proposto accelererà i tempi di elaborazione fino a quattro volte, consentendo studi più accurati sui semiconduttori e sui materiali delle celle solari.

Obiettivo

This fellowship develops a general acceleration framework for the problem of the action of a function valued on an operator times a vector, whose state-of-the-art solution methods often suffer from poor convergence and scaling, limiting realistic physical system sizes. The methods developed will be used in the acceleration of the main computational bottleneck in the GW approximation, which is a powerful method in many body perturbation theory for materials simulations. In the context of the numerical linear algebra problem, I will design the first unified approach that combines polynomial and randomized preconditioning with augmentation for functions in general, and then extend it toward stationary algebraic multigrid, while demonstrating end-to-end impact by reformulating and speeding up GW self-energy calculations. The results will be released as open-source, production-grade modules first in VOTCA/XTP and then in the widely used Yambo code, with documented APIs, tests and user materials, targeting 2–4x speedups on representative benchmarks and improved scaling with the physical system size. The work directly addresses a priority need in exascale-ready electronic-structure software and supports Europe’s digital and green transitions by enabling larger, more accurate studies of semiconductors and solar-cell materials. The fellowship provides interdisciplinary training at TU/e (Netherlands) with a secondment at CNR Instituto Nanoscienze (Italy), structured two-way knowledge transfer with the beneficiary, increased uptake by the developer and user communities via the secondment, and strong open-science and outreach practices.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN
Contributo netto dell'UE
€ 232 916,16
Indirizzo
GROENE LOPER 3
5612 AE Eindhoven
Paesi Bassi
Regione
Zuid-Nederland Noord-Brabant Zuidoost-Noord-Brabant
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)