|
| 1 | +# DeltaP Stage 4.1:锚点重建 #3 + PW Γ 锚点 + L9 smoothness 修复 |
| 2 | + |
| 3 | +- 日期:2026-08-17 |
| 4 | +- 前置:F-8 应力轮已提交(`f6ad2620c`);评审批准 Stage 4 开工,要求 4.1 在 |
| 5 | + d3a95e40e(escon 每 SCF 迭代刷新)之后的当前 HEAD 上进行——F-7 时代的 PW |
| 6 | + 锚点已过期。 |
| 7 | +- 范围:① LCAO operator 模式 12 用例锚点重建(第三次);② PW Γ 锚点生产档; |
| 8 | + ③ 顺手项 L9(smoothness 单测 8/8)。 |
| 9 | + |
| 10 | +## 1. 测试计划 |
| 11 | + |
| 12 | +1. **LCAO 锚点 12 用例**(全部串行、OMP=1、`build/abacus_basic_para`): |
| 13 | + 9 标签位移系(center/x±/y±/diag±/anti±)+ bn_test(4-rank)+ |
| 14 | + test_stru_target(4-rank inner loop)+ relax(1-rank h2o1,无 target)。 |
| 15 | + 验收:全部 rc=0、λ/Γ/escon 收敛、E' 落带;bn_center 重跑与 P3 行逐位一致。 |
| 16 | +2. **PW Γ 锚点**:生产档(ecutwfc=80/ecutrho=320/scf_thr=1e-8/inner_thr=1e-3、 |
| 17 | + 1×1×4 MP),λ=0 与 λ=−0.01 冻结两跑;escon=λΣΓ 恒等为 PW 侧记账判据。 |
| 18 | +3. **L9**:`MODULE_LCAO_deltap_smoothness_test` 4/8 FAIL → 定位根因 → 修复 → |
| 19 | + 8/8 PASS;全 deltap 单测套件(math/gauge/l1/common)无回归。 |
| 20 | + |
| 21 | +## 2. 测试设置 |
| 22 | + |
| 23 | +- 系统:同仓库单机;OMP_NUM_THREADS=1;MPI 用例为单任务 4-rank |
| 24 | + (bn_test/test_stru_target),无多任务并行。 |
| 25 | +- LCAO 归档:`/tmp/deltap_anchor3/archive/{bn_center,...,bn_test, |
| 26 | + test_stru_target,relax,pw_h2o,pw_h2o_lam-001}/`;采样结果 |
| 27 | + `tests/deltap_bn_sampling/results.csv`(新表头含 Gamma_B,Gamma_N)。 |
| 28 | +- PW 生产档:`tests/deltap_pw_h2o_anchor/`(INPUT/STRU/KPT/README.md)。 |
| 29 | +- 关键参数:ecutwfc=100(LCAO)/80(PW)、scf_thr=1e-8、inner_thr=1e-3、 |
| 30 | + nbands=8(LCAO h2o)、symmetry=0、gdir=3。 |
| 31 | + |
| 32 | +## 3. 结果 |
| 33 | + |
| 34 | +### 3.1 LCAO 锚点 12 用例(全部 rc=0) |
| 35 | + |
| 36 | +| 标签 | γ_B | γ_N | λ_B | λ_N | Γ_B | Γ_N | E' (eV) | |
| 37 | +|---|---|---|---|---|---|---|---| |
| 38 | +| center | 3.974 | 3.511 | −4.000592e-3 | −2.262259e-3 | 0.011 | 1.324 | −338.7136166249902 | |
| 39 | +| x_plus | 4.105 | 3.499 | −4.100592e-3 | −2.262259e-3 | 0.011 | 1.324 | −338.7135767985691 | |
| 40 | +| x_minus | 3.895 | 3.502 | −3.900592e-3 | −2.262259e-3 | 0.005 | 1.280 | −338.7171675737176 | |
| 41 | +| y_plus | 3.995 | 3.611 | −4.000592e-3 | −2.362259e-3 | 0.005 | 1.280 | −338.7171089794236 | |
| 42 | +| y_minus | 4.001 | 3.389 | −4.000592e-3 | −2.162259e-3 | 0.004 | 1.273 | −338.7168235436158 | |
| 43 | +| diag_plus | 4.104 | 3.617 | −4.100592e-3 | −2.362259e-3 | 0.005 | 1.279 | −338.7172708093368 | |
| 44 | +| diag_minus | 3.818 | 3.403 | −3.900592e-3 | −2.162259e-3 | 0.015 | 1.351 | −338.7139912732853 | |
| 45 | +| anti_plus | 4.101 | 3.394 | −4.100592e-3 | −2.162259e-3 | 0.011 | 1.320 | −338.7146116351088 | |
| 46 | +| anti_minus | 3.905 | 3.601 | −3.900592e-3 | −2.362259e-3 | 0.000 | 1.243 | −338.7208744287366 | |
| 47 | +| bn_test (4r) | 4.007 | 3.504 | −4.001413e-3 | −2.268313e-3 | 0.006 | 1.289 | −338.7177458556661 | |
| 48 | +| test_stru_target (4r) | 3.993 | 3.500 | +5.000000e-3 | +2.714461e-3 | 0.004 | 1.270 | −338.7106213140578 | |
| 49 | +| relax (3 离子步) | — | — | (1.709440e-2, 3.002600e-3, 3.002604e-3) | — | (6.679,1.986,1.986) | — | −481.697→−481.639→−481.707 | |
| 50 | + |
| 51 | +- 全部 9 标签 iter=50、drho=6.92e-06@iter11(λ 收敛后 SCF 平稳)。 |
| 52 | +- 确定性验证:bn_center 重跑 E'/FINAL 与 P3 行逐位一致。 |
| 53 | +- **关键解释(operator 模式)**:t_Γ 初始化为 t_γ(κ=1);B 原子在原点 |
| 54 | + τ=0 ⇒ Γ_B 结构性 ≈0.01,即使 t_Γ=4.0。约束作用在 Γ(非 γ),故 |
| 55 | + |γ−t|≈4 rad 是预期;λ_B≈−4.0e-3、λ_N≈−2.26e-3 收敛。锚点 #2 是 gamma |
| 56 | + 模式,不可比——**这不是回归**。 |
| 57 | +- relax 步1→2 能量非单调(−481.697→−481.639)= 已知 relax 限制(F_H1z |
| 58 | + 0.4132/−1.0900/+0.0211);escon=−0.126101,λ 有向积累,机制正常。 |
| 59 | + |
| 60 | +### 3.2 PW Γ 锚点(生产档,单任务串行) |
| 61 | + |
| 62 | +| 运行 | Γ/atom (O,H,H) | escon (Ry) | FINAL_ETOT_IS (eV) | |
| 63 | +|---|---|---|---| |
| 64 | +| λ=0 | (5.236100, 1.348236, 1.348093) | 0.000000 | −466.94573912497 | |
| 65 | +| λ=−0.01 冻结 | (5.248896, 1.352094, 1.351939) | +0.079529 | −466.9443817682981 | |
| 66 | + |
| 67 | +- escon=+0.079529 = λΣΓ 恒等(−(−0.01)×(5.248896+1.352094+1.351939)=0.079529)✓ |
| 68 | + ——PW 侧记账与 LCAO T2 恒等同一结构。 |
| 69 | +- 注意:KPT 必须写 `Monkhorst-Pack`(下划线 `Monkhorst_Pack` 会被拒绝)。 |
| 70 | + |
| 71 | +### 3.3 L9 smoothness 单测:根因与修复 |
| 72 | + |
| 73 | +**根因**(三件套,缺一不可): |
| 74 | +1. **生成器病态**:`generate_synthetic` 给每个 D_I 元素独立随机相位,使 |
| 75 | + per-atom Wilson 乘积 |prod|≈0(arg 无定义)。任何无穷小扰动都使 |
| 76 | + arg(prod) 跳变 ~0.538(≈半个量子),线性性断言(dP∝eps)结构性不可能 |
| 77 | + 满足。独立复现器精确复现 P0=0.0646/dP=0.5378;按真实测试判据扫描 |
| 78 | + seed 1–500 无一通过(此前"seed 188 良态"结论基于相邻比≈1 的错误判据, |
| 79 | + 该判据实为"dP 饱和",与测试要求的 dP∝eps 相反)。 |
| 80 | +2. **T5 语义错误**:WilsonLoopGaugeInvariant 对每个 (ik,iat,lm,n) 元素施 |
| 81 | + 独立随机相位——这不是波函数规范变换(规范是逐带逐 k 的整体相位), |
| 82 | + 会打散 D_I 的带结构,Wilson 环当然不不变。 |
| 83 | +3. **T8 语义错误**:BerryConnectionSmoothWithoutAnchorJump 对全部 D_I 做 |
| 84 | + 均匀全局相位旋转——不是结构位移,而是与 C/dS_k 不一致的规范变更, |
| 85 | + 测的不是"无锚跳时 Berry 联络平滑"。 |
| 86 | + |
| 87 | +**修复**(`deltap_smoothness_test.cpp`): |
| 88 | +- 生成器:D_I 改为每 (ik,iat) 正交归一 2×2 块(行正交、行归一化后 U 保持 |
| 89 | + 幺正),Wilson 乘积良态(|det|~1),arg(prod) 平滑。 |
| 90 | +- T5:改为平滑周期逐带规范 θ_n(k)=2π·m_n·k(m_n 整数,同一 (ik,n) 下所有 |
| 91 | + (iat,lm) 同相位),Wilson 环应精确不变(1e-10)。 |
| 92 | +- T8:改为 `perturb_D_I(1e-2, 42)` 结构性扰动(与其余平滑性测试同机制)。 |
| 93 | + |
| 94 | +**结果**:重建后 `MODULE_LCAO_deltap_smoothness_test` 8/8 PASS;全套 |
| 95 | +`ctest -R deltap` 5/5(math 3/3、gauge 4/4、smoothness 8/8、l1 4/4、 |
| 96 | +common 1/1)。复现器在 seed 1–200 全 PASS(T4 最小裕度 1.67)。 |
| 97 | + |
| 98 | +## 4. 分析 |
| 99 | + |
| 100 | +- 锚点 #3 的 LCAO 数值与锚点 #2(gamma 模式)不可比——本次是 operator |
| 101 | + 模式(约束 Γ、t_Γ=t_γ 初始化),且 escon 刷新(d3a95e40e)后 PW 侧时序 |
| 102 | + 已变。12 用例自洽:λ 收敛、E' 带内平滑、Γ_B≈0 结构性解释成立。 |
| 103 | +- PW 侧 escon=λΣΓ 恒等成立,PW Γ 记账(F-7 L1.1)在刷新后的时序下确认 |
| 104 | + 无回归。 |
| 105 | +- L9 不是"参考值过期"(B-6 归因有误),而是合成数据与两个测试语义的 |
| 106 | + 结构性缺陷——本次以根因修复收尾,8/8 是真通过而非阈值规避。 |
| 107 | + |
| 108 | +## 5. 下一步 |
| 109 | + |
| 110 | +- **4.2**:Tier-1 三体系(hf/co/h2o_asym)驻点 FD 全矩阵验收,残差<0.0129 |
| 111 | + 或文档化偏差;**CO ⟨η⟩=1.67% 是否预测力残差偏大**的关联检查(诊断价值 |
| 112 | + 首次兑现检验)。 |
| 113 | +- 4.3(D-D 验收 + relax 端到端)→ 4.4(V1/V3)。 |
| 114 | +- 提交本轮(锚点 #3 数据 + PW 锚点档 + L9 修复 + TODO 4.1 ✅)。 |
| 115 | + |
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