Mô phỏng Exaflop nâng cao độ chính xác trong nghiên cứu vật liệu lượng tử

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Nam California và Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley đã đạt được tốc độ tính toán exascale đột phá để mô phỏng hành vi electron trong các vật liệu lượng tử phức tạp với độ chính xác chưa từng có. Sử dụng ba siêu máy tính mạnh nhất thế giới—Aurora tại Argonne, Frontier tại Oak Ridge và Perlmutter tại Berkeley Lab—họ đã đẩy mã nguồn mở BerkeleyGW vượt qua một exaflop trên Frontier và 0,7 exaflops trên Aurora. Quy mô tính toán này cho phép mô hình hóa chi tiết các tương tác lượng tử nhiều hạt, như sự kết hợp electron-phonon, vốn rất quan trọng để hiểu các hiện tượng như siêu dẫn, dẫn điện và phản ứng quang học trong vật liệu. Một đổi mới then chốt là phát triển lý thuyết nhiễu loạn GW (GWPT) trong BerkeleyGW, cho phép tích hợp các tương tác lượng tử vào một khuôn khổ thống nhất và cải thiện đáng kể độ chính xác mô phỏng vượt xa các phương pháp lý thuyết hàm mật độ (DFT) truyền thống. Dung lượng bộ nhớ lớn của Aurora đã cho phép các mô phỏng liên quan đến hàng chục nghìn nguyên tử, điều trước đây không thể đạt được ở quy mô này. Nhóm nghiên cứu đã dành một thập kỷ...