Исследователи из Австралийского национального университета (Australian National University, ANU), используя один из самых мощных суперкомпьютеров в мире на сегодняшний день, произвели расчеты рекордной по масштабам математической модели. Эта модель рассчитала и выдала значения некоторых квантово-механических свойств молекулярных систем с точностью, значительно превосходящей точность всех предыдущих подобных расчетов. Вычисления подобного рода обеспечивают ученых данными, которые позже используются на практике при решении проблем, связанных с производством энергии, производством различных типов топлива, очистки воды, разработки лекарственных препаратов и т.п.
Математическая модель представляла собой один из вариантов реализации так называемого метода Хартри-Фока (Hartree-Fock), который является методом приближенного решения уравнения Шредингера и который позволяет определить электронную структуру и квантово-механическую энергию рассчитываемой молекулярной системы. Как уже упоминалось выше, данная модель является рекордной по масштабам на сегодняшний день, и для ее расчетов потребовались вычислительные мощности суперкомпьютера Summit, находящегося в Национальной лаборатории Ок-Ридж, США.
Для расчета математической модели такого масштаба потребовалась половина часа напряженной работы суперкомпьютера, в течение которых 26 268 графических процессоров NVIDIA V100 рассчитывали квантово-механические параметры 20 063 молекул воды с рекордной разрешающей способностью, что обеспечило высокую точность конечных результатов.
«Такие вычислительные методы открывают совершенно новые горизонты для проведения исследований в областях, в которых проведение реальных экспериментов является или чрезвычайно дорогой или просто невыполнимой задачей» — пишут исследователи, — «Результаты выполненных нами расчетов теперь будут использоваться учеными в качестве сравнительных и опорных величин в течение нескольких последующих лет».
Более детальное описание данного достижения, включая некоторые технические подробности, будет представлено на приближающейся международной конференции Supercomputing 2020 Conference.
