““神威•太湖之光”首次实现成千上万核心并行第一性原理计算模拟”

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科学技术日报记者吴长锋

据中国科学技术大学介绍，该校合肥微尺度物质科学国家研究中心金龙教授课题组与合作者密切合作，比较了大尺度数万原子分子固体系统的第一性原理计算模拟，在国产神威太湖的光超计算机上实现了数千万核超大规模并行计算。 研究成果日前在线发表在《科学通报》上。

随着超级计算机和高性能计算技术的高速发展，基于ks(kohn-sham )方程密度泛函理论( ks-dft )的第一性原理计算模拟在集合状态物理、材料科学、化学、生物等研究行业变得越来越重要。 但是，国内第一原理高性能计算软件远远落后于超计算硬件的快速发展。 因此，迅速发展相应的理论算法和超大规模并行计算软件，逐一发挥这些超级计算机的强大计算能力，模拟研究更大尺度的物理化学问题成为迫切的课题。

通过科研人员的密切合作，结合中国科大理论和计算化学低尺度理论算法及国产高性能并行计算软件硬件的特点，逐一发挥了国产神威太湖之光超级计算机的强大计算能力。 开发了低尺度、低通信、低存储器、低访问的并行计算方法，实现了具有平面波精度的数千万核超大规模、高性能并行计算。 并且仿真系统的大小(数万原子)比国际同等平面波精度的计算仿真软件提高了数百倍。

这一成果意味着，现代先进的计算方法和世界一流的高性能计算平台使大规模、长期的高精度第一原理材料模拟成为现实。