近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)傳來振奮人心的消息，該校的一支科研團隊攜手多家合作伙伴，在量子力學(xué)的拉曼光譜模擬領(lǐng)域取得了前所未有的重大突破。這一成就不僅使他們再次躋身國際高性能計算領(lǐng)域的頂級獎項——戈登?貝爾獎的候選名單，更彰顯了中國在高性能計算應(yīng)用方面的卓越實力。
戈登?貝爾獎，被譽為“超算領(lǐng)域的諾貝爾獎”，由美國計算機協(xié)會（ACM）設(shè)立，旨在表彰全球范圍內(nèi)高性能計算領(lǐng)域的杰出貢獻，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，是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研團隊繼2021年之后，第二次獲得這一殊榮的提名。
此次獲獎的項目團隊陣容強大，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精準(zhǔn)智能化學(xué)重點實驗室的商紅慧教授和楊金龍教授領(lǐng)銜，聯(lián)合了中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所的劉穎高級工程師以及華東師范大學(xué)的何曉教授等頂尖學(xué)者。他們的科研成果不僅在國內(nèi)獲得了高度評價，還榮獲了2024年中國計算機學(xué)會（CCF）“中國超算年度最佳應(yīng)用獎”。
該團隊所開發(fā)的QF-RAMAN程序，堪稱一項里程碑式的創(chuàng)新。他們首次成功模擬了超過1億原子的新冠病毒刺突蛋白在水溶液中的拉曼光譜，這一計算規(guī)模相較于以往提升了整整4-5個數(shù)量級。這一突破不僅避免了直接對角化求解的繁瑣過程，更為理解復(fù)雜生物系統(tǒng)提供了全新的視角和途徑。
為了實現(xiàn)這一壯舉，團隊在算法和計算技術(shù)方面進行了大膽創(chuàng)新。他們深度融合了全電子全勢密度泛函微擾理論與量子分塊算法，極大地降低了計算復(fù)雜度。同時，團隊還開發(fā)了分塊體量敏感的多級調(diào)度技術(shù)和彈性任務(wù)卸載技術(shù)，這些技術(shù)的運用使得海量分塊計算的并行可擴展性得到了顯著提升，異構(gòu)加速器的硬件利用率也大幅提高。
QF-RAMAN程序采用了OpenCL框架，這意味著它可以在不同硬件架構(gòu)（包括CPU、GPU等）的超級計算機上跨平臺運行。這一特性使得QF-RAMAN程序在神威和東方等國產(chǎn)超算上展現(xiàn)出了卓越的性能，進一步驗證了中國在高性能計算領(lǐng)域的實力。
此次入圍戈登?貝爾獎，不僅是對中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研團隊辛勤付出的肯定，更是對中國高性能計算應(yīng)用水平的認(rèn)可。這一成就將激勵更多的科研人員和團隊投身到高性能計算的研究和應(yīng)用中，為推動科技進步和社會發(fā)展貢獻更多的智慧和力量。
