В основе исследований поведения вещества и энергии в мире атомных и субатомных частиц лежит теория квантовой механики. Следовательно, компьютерное моделирование, базирующееся на квантовой механике, имеет большое значение для проектирования, оптимизации и понимания магнитных или электрических свойств материалов.
В рамках проекта Exascale Computing Project (ECP) Министерства энергетики США разрабатывается программное обеспечение для методов QMC под названием QMCPACK для поиска, прогнозирования и контроля веществ и их свойств на квантовом уровне. Конечная цель проекта состоит в том, чтобы достичь беспрецедентной и систематически улучшаемой точности, используя возможности памяти и мощности будущих вычислительных систем экзафлопсного класса.
Одной из основных задач проекта QMCPACK является уменьшение ошибок в расчётах, чтобы можно было с большей уверенностью делать прогнозы относительно материалов со сложной структурой.
«В настоящее время существует множество способов перекрёстной сверки расчётов с экспериментальными данными, но мы хотели бы пойти дальше и делать прогнозы для тех случаев, когда эксперименты ещё не проводились, например, для нового вещества, или когда проведение измерений затруднительно, например, в условиях высокого давления или сильного магнитного поля», — заявил Пол Кент (Paul Kent) из Национальной лаборатории Ок-Риджа, главный исследователь QMCPACK.
Кент выразил надежду, что системы экзафлопсного класса значительно расширят спектр возможностей команды QMCPACK. «Это не только увеличение вычислительной мощности, но и важные изменения в памяти машин, которые позволят нам исследовать дефекты материалов и интерфейсы, более сложные вещества и множество различных элементов», — заявил Кент.
Основное внимание участники проекта уделяют разработке программного обеспечения, проектированию и вычислительным аспектам, поэтому проект планирует повысить производительность QMCPACK как минимум в 50 раз.
Основываясь на экспериментах с использованием версии программного обеспечения для мини-приложений и новых алгоритмов, команда QMCPACK добилась 37-кратного улучшения работы суперкомпьютера Summit по сравнению с системой Titan.
Понравилась статья? Ставь лайк и подписывайся на наш канал :)
