EasyQuanto – Система управления квантово-химическими задачами на вычислительных кластерах

С недавних пор квантово-химические расчеты активно входят в практику все большего числа исследователей в различных сферах науки и образования. Причиной этому послужили простые и доступные для использования квантово-химические программы, которые способны решать очень сложные задачи, не посвящая при этом в детали алгоритмов и математических вычислений самого исследователя. Однако с увеличением количества решаемых задач существенно возрастает рутинная нагрузка на исследователя, так как большинство квантово-химических программ работает в ОС Linux и не имеет удобного диалогового интерфейса. Команды запуска задач, проверки состояния вычислительных процессов; остановка, приостановка или продолжение процесса, архивирование данных и многие другие функции должны выполняться пользователем в ручном режиме, а именно – в консоли. Даже создание bash-скриптов существенно не решает проблему, ибо сами такие скрипты нужно еще обдумать и сформировать.

«Благодаря удобному диалоговому интерфейсу, работа с расчетными задачами превращается в веселую игру, а все рутинные процедуры выполняются сами по себе, без участия пользователя. С целью оптимизации рабочего времени исследователей, занимающихся квантово-химическими расчетами, мною была создана Система управления квантово-химическими задачами – EasyQuanto» — поясняет автор разработки Александр Толбин, профессор РАН, доктор химических наук, главный научный сотрудник ИФАВ РАН.

В программном комплексе EasyQuanto реализована возможность пакетной обработки результатов квантово-химических вычислений, куда входят достаточно сложные алгоритмы по анализу выходных данных: моделирование спектров, построение таблиц, удобных для копирования в научную статью, анализ данных о возбужденных состояниях молекул и нелинейно-оптических свойствах среды, а также моделирование эффекта оптического ограничения лазерного излучения (модуль Simulator). Важным составляющим элементом EasyQuanto является модуль Shedule Daemon (резидентное приложение), который отвечает за автоматический запуск задач путем отслеживания очереди. В ядро EasyQuanto встроено множество команд ОС Linux и интерфейса MPI (универсальный интерфейс передачи сообщений между вычислительными модулями на вычислительных кластерах). В настоящее время EasyQuanto работает с квантово-химическими программами PRIRODA, GAMESS-US и Q-CHEM (с 2021 года). Получено свидетельство о государственной регистрации (№ 2015619026.