我国学者实现亿原子级拉曼光谱量子力学模拟

IT之家 12 月 28 日消息，中国科学技术大学于 12 月 26 日发布博文，宣布该校科研团队联合多家合作机构，凭借成功模拟亿原子级拉曼光谱量子力学，取得了世界级突破，再次入围戈登・贝尔（Gorden Bell）奖。

戈登・贝尔奖简介

IT之家注：戈登・贝尔奖是国际高性能计算应用领域最高奖，由美国计算机协会（ACM）颁发，用于表彰世界范围内高性能计算的杰出成就，尤其是高性能计算应用于科学、工程和大规模数据分析领域的创新工作，被称为“超算领域的诺贝尔奖”。

项目团队

该科研成果由中国科学技术大学精准智能化学重点实验室商红慧教授、杨金龙教授团队，中国科学院计算技术研究所刘颖高级工程师，华东师范大学何晓教授等团队合作完成。

这是 2024 年入围该奖的唯一中国团队成果，也是该团队继 2021 年后再次入围该奖项。此前，该成果也获得了 2024 年中国计算机学会 (CCF)“中国超算年度最佳应用奖”。

项目成果

该团队开发的 QF-RAMAN 程序，首次模拟了包含 1 亿多原子的新冠病毒刺突蛋白在水溶液中的拉曼光谱，计算规模较以往提升了 4-5 个数量级，避免了直接对角化求解，为理解复杂生物系统开辟了新途径。

团队通过创新算法，深度融合全电子全势密度泛函微扰理论与量子分块算法，显著降低了计算复杂度。此外还开发了分块体量敏感的多级调度技术，提高了海量分块计算的并行可扩展性，并通过弹性任务卸载技术，通过小规模运算的灵活聚合，大幅提高异构加速器的硬件利用率。

QF-RAMAN 程序采用 OpenCL 框架，可在不同硬件架构（CPU、GPU、SW 等）的超级计算机上跨平台运行，并在神威和东方超算上取得了优异性能。

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