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在物理学中，对光电材料的量子系统晶格模型进行模拟是了解光电材料的量子特性最重要的方法之一。而模拟中的主要任务是计算电子态密度。这需要大规模的计算，因此它通常是在计算机集群、甚至是超级计算机下进行的。而随着GPGPU的发展，利用GPGPU强大的数据处理能力，采用合适的算法能极大地减少计算量。结果显示，与相同算法的CPU实现相比，GPGPU实现计算效率极大地提高了。