近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)傳來振奮人心的消息，該校的一支科研團(tuán)隊(duì)攜手多家合作機(jī)構(gòu)，在量子力學(xué)模擬領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。他們成功模擬了億原子級(jí)的拉曼光譜，這一突破性的成果不僅讓他們?cè)俅诬Q身國際高性能計(jì)算領(lǐng)域的最高榮譽(yù)——戈登·貝爾獎(jiǎng)的候選名單，同時(shí)也為中國科技界贏得了世界的矚目。
戈登·貝爾獎(jiǎng)，被譽(yù)為“超算領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)”，由美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）設(shè)立，旨在表彰在全球范圍內(nèi)高性能計(jì)算領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，特別是在科學(xué)、工程和大規(guī)模數(shù)據(jù)分析等方面的創(chuàng)新應(yīng)用。此次入圍，不僅是對(duì)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)實(shí)力的認(rèn)可，也是對(duì)中國在高性能計(jì)算領(lǐng)域發(fā)展水平的肯定。
這支科研團(tuán)隊(duì)由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精準(zhǔn)智能化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的商紅慧教授和楊金龍教授領(lǐng)銜，同時(shí)匯聚了中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所的劉穎高級(jí)工程師以及華東師范大學(xué)的何曉教授等頂尖學(xué)者。他們共同合作，攻克了模擬億原子級(jí)拉曼光譜的難題，為全球科學(xué)界打開了一扇新的大門。
據(jù)了解，他們開發(fā)的QF-RAMAN程序首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)包含1億多原子的新冠病毒刺突蛋白在水溶液中的拉曼光譜的模擬。這一計(jì)算規(guī)模相較于以往提升了4-5個(gè)數(shù)量級(jí)，不僅避免了直接對(duì)角化求解的復(fù)雜性，還為理解復(fù)雜生物系統(tǒng)提供了全新的視角和方法。這一成果不僅具有理論價(jià)值，更在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的潛力。
為了實(shí)現(xiàn)這一突破，科研團(tuán)隊(duì)在算法和技術(shù)上進(jìn)行了大膽創(chuàng)新。他們深度融合了全電子全勢(shì)密度泛函微擾理論與量子分塊算法，顯著降低了計(jì)算復(fù)雜度。同時(shí)，他們還開發(fā)了分塊體量敏感的多級(jí)調(diào)度技術(shù)和彈性任務(wù)卸載技術(shù)，進(jìn)一步提高了海量分塊計(jì)算的并行可擴(kuò)展性，并大幅提升了異構(gòu)加速器的硬件利用率。這些創(chuàng)新技術(shù)的運(yùn)用，使得QF-RAMAN程序能夠在不同硬件架構(gòu)的超級(jí)計(jì)算機(jī)上跨平臺(tái)運(yùn)行，并在神威和東方超算上取得了卓越的性能。
這已經(jīng)是該團(tuán)隊(duì)自2021年以來第二次入圍戈登·貝爾獎(jiǎng)。在此之前，他們的這一成果還榮獲了2024年中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（CCF）“中國超算年度最佳應(yīng)用獎(jiǎng)”。這些榮譽(yù)的獲得，不僅是對(duì)他們科研工作的肯定，也是對(duì)中國科技事業(yè)不斷進(jìn)步的見證。
此次中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的突破，不僅展示了中國在高性能計(jì)算領(lǐng)域的實(shí)力，更為全球科學(xué)界提供了新的研究思路和方法。我們有理由相信，在未來的科學(xué)研究中，這一成果將發(fā)揮更加重要的作用，為人類探索未知世界提供更有力的支持。
