Čínští vědci ze společnosti Sunway úspěšně využili model umělé inteligence a existující superpočítač Oceanlite k modelování komplexní kvantové chemie v měřítku reálných molekul, což představuje jak vědecký, tak technologický průlom.
Výzva kvantové simulace
Kvantový stav v kvantové mechanice určuje všechny možné konfigurace kvantového systému, jako jsou pozice, spiny nebo energetické hladiny částic, například elektronů v molekule, spolu s jejich pravděpodobnostmi. Modelování je náročné, protože stavový prostor roste exponenciálně s počtem částic, což činí simulaci na klasických superpočítačích nemožnou nebo neproveditelnou.
Inovativní přístup s využitím AI
Pro studium kvantových systémů s mnoha tělesy a silnými elektronovými korelacemi fyzici navrhli použití moderních náhrad strojového učení, jako jsou neuronové sítě kvantových stavů (NNQS), které aproximují všechny možné konfigurace a pohyby elektronů v molekule.
Výzkumníci vyvinuli vlastní framework NNQS přizpůsobený pro čínský superpočítač Oceanlite, který je založen na 384jádrovém procesoru Sunway SW26010-Pro. Tento procesor podporuje datové formáty FP16, FP32 a FP64 a má unikátní architekturu navrženou spíše pro HPC než pro AI.
Rekordní výsledky
Vědci spustili svůj kód na 37 milionech jader CPE a dosáhli 92% silného škálování a 98% slabého škálování – vysoké úrovně efektivity pro takové měřítko. To zdůrazňuje, že vývojáři našli téměř dokonalou synchronizaci mezi softwarem a hardwarem, což je významný úspěch pro čínskou superpočítačovou komunitu.
Simulace molekulárních systémů se 120 spinovými orbitaly je dosud největším výpočtem kvantové chemie řízeným AI, který byl kdy proveden na klasickém superpočítači. To představuje průlom pro čínský průmysl AI a kvantových technologií.
Význam pro vědu
Tento úspěch prokázal, že NNQS lze použít pro výzkum kvantové fyziky na moderních superpočítačích. Otázkou však zůstává, zda je efektivní používat exascale superpočítač jako Oceanlite pro výzkum kvantové fyziky založený na AI, a to jak z hlediska úsilí, tak spotřeby energie.
Zdroj: tomshardware.com
