Een onderzoeker van de Australian National University (ANU) heeft een van de krachtigste supercomputers ter wereld gebruikt om de kwantummechanische eigenschappen van grote moleculaire systemen te voorspellen met een nauwkeurigheid die alle eerdere experimenten overtreft.

Berekeningen van dit type hebben het potentieel om belangrijke problemen bij de opwekking van energie op te lossen, brandstof productie, water Zuivering, en de vervaardiging van medicijnen, voedsel, textiel, en consumptiegoederen.

Door zijn nieuwe algoritmen uit te voeren op de Summit-supercomputer in het Oak Ridge National Lab in de VS, Dr. Giuseppe Barca heeft het wereldrecord gebroken voor de grootste Hartree-Fock-berekening die ooit is uitgevoerd, nieuwe normen stellen in High-Performance Computing.

De Hartree-Fock-methode helpt bij het bepalen van de elektronische structuur en de energie van een kwantummechanisch moleculair systeem.

De berekening duurde iets meer dan een half uur met 26, 268 NVIDIA V100 grafische verwerkingseenheden (GPU's) en gesimuleerd 20, 063 watermoleculen met een resolutie die nooit eerder mogelijk was.

"Het nieuwe algoritme brengt kwantummechanica naar het volgende niveau in termen van moleculaire afmetingen, waardoor we schalen kunnen bereiken die zo groot zijn dat ze behoren tot de domeinen van de biologie, ' zei Dr. Barça.

"Dergelijke computationele voorspellingen openen geheel nieuwe onderzoekshorizon in gebieden waar experimenten te duur of gewoon onpraktisch zijn. Dit resultaat vormt de maatstaf voor vergelijking voor de komende jaren."

Professor Sean Smit, directeur van de National Computational Infrastructure zei dat de schaal van de berekening "enorm" was.

"GPU's zijn rekenkundig krachtiger en energiezuiniger dan CPU's, maar veel moeilijker te gebruiken. Het gebruik van tienduizenden GPU-cores met een dergelijke efficiëntie is een grote rekenkundige uitdaging."

Het onderzoek zal worden gepresenteerd op de komende Supercomputing 2020-conferentie, hét evenement op de High-Performance Computing-kalender.