Программные продукты и системы

Расчеты электронной структуры гигантских молекул являются одними из самых сложных в современной науке и требуют использования высокопроизводительных вычислительных архитектур. Например, вычислительный эксперимент по изучению свойств молекулы октана C8H18 (размер базиса 1 468) на кластере HP, содержащем 1 400 процессоров Itanium 2, потребовал более 23 часов работы. При этом загрузка процессоров составила 75 %, а средняя производительность системы – 6,3 Tflops. Расчеты электронной структуры, в частности, биомолекул (белков, ДНК) и наночастиц, актуальны для химии, биохимии, физики конденсированного состояния вещества и других областей науки. В практическом плане эти расчеты важны для фармакологии, нанотехнологий, исследований явлений сверхпроводимости, разработки квантовых компьютеров.

По мнению специалистов компании Intel, компьютер, способный проводить квантово-химические расчеты любой сложности, должен иметь производительность не менее 1 Zettaflops (1021 flops), что значительно превышает потребности в вычислительных ресурсах для таких сложных задач, как аэродинамические расчеты и расчеты в космологии. По прогнозам, такая мощность будет достигнута не ранее 2030 года.

Подробное описание дается в статье «Организация эффективных вычислений для расчета электронной структуры больших молекул», авторы: Шамаева О.Ю. (Национальный исследовательский университет «МЭИ»), Чернецов А.М. (Вычислительный центр им. А.А. Дородницына РАН).