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研发团队在科技部、教育部和国家自然科学基金委等部门支持下，针对如何从理论上准确预测晶体结构这一科学难题，提出了基于物理约束的启发式势能面数值求解方案，创建了以CALYPSO命名的计算方法，形成了一套拥有12万行程序代码和12个功能模块的自主产权计算软件，实现了晶体结构的准确预测。截至2021年11月，CALYPSO已被73个国家的3.500余位学者作为国际通用方法与软件签订版权使用，用户标注使用CALYPSO，在Nature子刊、PRL等杂志发表了1350余篇SCI论文，发表论文数目在国际同类方法中排名第一。解决了物理、化学、材料等多个学科领域中的一批科学难题，成果获2019年国家自然科学二等奖WalterKohn国际奖。

1、CALYPSO已被73个国家的3.500余位学者作为国际通用方法与软件签订版权使用。 2、用户标注使用CALYPSO，在Nature子刊、PRL等杂志发表了1350余篇SCI论文，发表论文数目在国际同类方法中排名第一。 3、CALYPSO的12个功能模块分为：晶体、团簇、表明、界面、吸附、蛋白质、结构数据库、XRD逆向结构搜索、功能材料设计、机器学习势、过渡态、层状材料。 4、CALYPSO用户分布全球：美国、英国、德国、俄罗斯、印度、中国、日本。

物质内部的原子排列方式（即结构），是理解物质宏观物理和化学性质的关键信息，是物理、化学、材料和地学等多学科领域长期关注的焦点研究内容。近年来, 基于第一性原理的结构预测方法已被广泛应用于结构现象丰富的研究领域，在三维晶体, 二维层状材料，表面重构和零维团簇等多维度材料体系的结构设计方面取得了大批原创性成果，为设计和发现新型功能材料发挥了巨大的作用，有力推动国内外物理、化学和材料等学科的发展。

CALYPSO 是我国自主发展的结构预测方法和软件， 学术使用免费，被 65 个国家的2500余位同行采用开展科学研究，已成为国际主流的结构预测方法和软件之一。截至目前，国内外同行利用 CALYPSO 已经在 Nat Chem, Nat Commun, PRL, PNAS, JACS等SCI期刊发表870余篇学术论文, 解决了若干科学难题。如在高压下设计了系列新型氢笼合物高温超导体，多个（LaH10，YH6和YH9）被后续的实验合成，实验测得的超导温度均超过200K，推进了富氢化合物高温超导体研究的进程。

我们邀请来自澳大利亚昆士兰科技大学，英国爱丁堡大学，北京高压科学研究中心，吉林大学，燕山大学，东北师范大学，中国地质大学（武汉），江苏师范大学等单位的专家撰文，从方法和应用两个方面系统介绍 CALYPSO结构预测方法，及其在多个研究领域应用的最新进展和展望。我们希望通过本专题的出版, 可以加强国内外同行之间的学术交流和合作，更好的推动结构预测领域的发展。

团队负责人马琰铭，男，汉族，1972年出生，理学博士，教授、博士生导师。长期从事高压物理研究。现负责吉林大学学校科技工作、国内合作工作、实验室建设工作、环境保护工作

基于物理约束的启发式势能面数值求解方案，创建了以CALYPSO命名的计算方法，形成了一套拥有12万行程序代码和12个功能模块的自主产权计算软件（图1），实现了晶体结构的准确预测。截至2021年11月，CALYPSO已被73个国家的3,500余位学者作为国际通用方法与软件签订版权使用（图2），用户标注使用CALYPSO,在Nature子刊、PRL等杂志发表了1，350余篇SCI论文，发表论文数目在国际同类方法中排名第一。解决了物理、化学、材料等多个学科领域中的一批科学难题，成果获2019年国家自然科学二等奖和Walter Kohn国际奖。

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