科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞
來(lái)自美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室以及匈牙利的科學(xué)家，在英偉達(dá)公司的高性能圖形處理單元（GPU）上成功執(zhí)行了量子化學(xué)計(jì)算，創(chuàng)造了含金屬?gòu)?fù)雜分子模擬速度新紀(jì)錄，為電子結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)定了新基準(zhǔn)。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《化學(xué)理論與計(jì)算》雜志。
金屬酶能夠加速化學(xué)反應(yīng)，降低能耗，使反應(yīng)過(guò)程更加高效和可持續(xù)。深入了解和優(yōu)化這些催化劑，對(duì)于醫(yī)藥、新能源和消費(fèi)品等諸多行業(yè)至關(guān)重要。然而，此前快速且高精度的化學(xué)計(jì)算往往難以實(shí)現(xiàn)。
為解決這一難題，研究團(tuán)隊(duì)集結(jié)最先進(jìn)的硬件與量子化學(xué)張量網(wǎng)絡(luò)算法等尖端模擬技術(shù)，在單個(gè)DGX-H100 GPU節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)了每秒高達(dá)246萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算的計(jì)算速度。
團(tuán)隊(duì)表示，與此前用英偉達(dá)公司的其他GPU開展的計(jì)算相比，此次計(jì)算的速度提高了2.5倍；而與用中央處理單元（CPU）進(jìn)行的類似計(jì)算相比，此次計(jì)算速度更是提高了80倍。
最新研究旨在實(shí)現(xiàn)多體薛定諤方程的高效且精確求解。這些方程對(duì)于理解分子和材料的電子結(jié)構(gòu)十分關(guān)鍵。目前，全球僅有少數(shù)計(jì)算系統(tǒng)具備如此強(qiáng)大的計(jì)算能力。
團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，最新成果使復(fù)雜化學(xué)系統(tǒng)的研究能夠快速改進(jìn)和迭代，充分展示了大規(guī)模計(jì)算在解決量子化學(xué)問(wèn)題方面的潛力。此外，更出色的GPU計(jì)算框架，以及人工智能引導(dǎo)的物理學(xué)，結(jié)合為大型定量機(jī)器學(xué)習(xí)模型生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)的新方法，有望為實(shí)現(xiàn)能源、健康等領(lǐng)域的新應(yīng)用貢獻(xiàn)重要力量。
