10月23日消息，據(jù)外媒vastdata報(bào)道，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)成功使用自研的人工智能模型和新一代E級(jí)（百億億次）超級(jí)計(jì)算機(jī)——神威·海洋之光（Oceanlite）在真實(shí)分子的尺度上對(duì)復(fù)雜的量子化學(xué)進(jìn)行建模，這是一項(xiàng)重大的技術(shù)突破。相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在了IEEE官網(wǎng)上。
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通常，很多科學(xué)研究的模擬是在超級(jí)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的，因?yàn)樗鼈冃枰薮蟮挠?jì)算。還有一些類(lèi)型的研究——例如模擬具有指數(shù)級(jí)更多相互作用態(tài)的分子的量子行為——這就需要算力更強(qiáng)的量子計(jì)算機(jī)來(lái)模擬它們（但是目前量子計(jì)算機(jī)并不成熟），或者將其簡(jiǎn)化以使任務(wù)適合現(xiàn)代超級(jí)計(jì)算機(jī)。
量子力學(xué)中的量子態(tài)——由波函數(shù) （Ψ） 描述——這決定了量子系統(tǒng)的所有可能配置，例如分子中電子等粒子的位置、自旋或能級(jí)，以及它們的概率。對(duì)其進(jìn)行建模具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)榭臻g狀態(tài)隨著粒子數(shù)量的增加呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，這使得在我們今天使用的經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬幾乎是不可能的。
為此，科學(xué)家們使用各種近似方法來(lái)簡(jiǎn)化量子方程，同時(shí)保持描述分子結(jié)構(gòu)、反應(yīng)和能量的準(zhǔn)確性。然而，近似波函數(shù)的現(xiàn)有方法的縮放僅限于小分子。
雖然這種量子多體系統(tǒng)可以用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法求解，但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)量子態(tài)（NNQS）在大規(guī)模電子結(jié)構(gòu)分析中的實(shí)際部署面臨著挑戰(zhàn)，主要是采樣成本高和局部能量計(jì)算的復(fù)雜性。
為了克服這些計(jì)算障礙，中國(guó)的科學(xué)家提出了一種創(chuàng)新的數(shù)據(jù)并行 NNQS-Transformer 實(shí)現(xiàn)方案。他們對(duì) 120 個(gè)自旋軌道系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，模擬訓(xùn)練了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)近似分子的波函數(shù)，確定電子最有可能在哪里。對(duì)于每個(gè)采樣的電子排列，系統(tǒng)計(jì)算局部能量并調(diào)整網(wǎng)絡(luò)，直到其預(yù)測(cè)與分子的真實(shí)量子能量模式相匹配。
中國(guó)的科學(xué)家通過(guò)定制的NNQS-Transformer模型與基于申威（Sunway）SW26010-Pro CPU的神威·海洋之光超級(jí)計(jì)算機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在包含多達(dá) 120 個(gè)自旋軌道的系統(tǒng)上的全面的量子化學(xué)計(jì)算。
具體來(lái)說(shuō)，SW26010-Pro是SW26010改進(jìn)型，擁有6個(gè)核心模塊和 1 個(gè)協(xié)議處理單元（PPU）構(gòu)成，每個(gè)模塊有1個(gè)管理Linux線程的核心（MPE）和64個(gè)計(jì)算核心，總計(jì)384 個(gè)內(nèi)核，相比之下上一代的SW26010 只有 4 個(gè)核心組，說(shuō)明SW26010 pro單芯片應(yīng)該有50%的性能提升。