概述

分子动力学计算机模拟是研究复杂固体或分子体系的有力工具，这一技术即能得到原子的运动轨迹，还能像做实验一样作各种观察，即在一个分子动力学观察(observation time)内作时间来计算多个物理量的统计平均值，对一个非平衡系统过程，只要发生在一个分子动力学观察时间内(1-10ps)的物理量也可以用分子动力学计算进行直接模拟。分子动力学使得晶格生长、外延生长、离子移植、缺陷运动、无定形结构，表面与界面的重构等物理化学问题都可以进行计算机模拟研究，一般精度的分子动力学如局域泛函所计算的结果往往得到错误的势能面，以致于后续的分子动力学模拟是不准确的，现在已有高精度的泛函可以使用，但是其对内存及算力的要求很高，不能达到实际的应用标准，因此，现阶段开发扩展性强，适配性好的，可以计算大规模高精度分子动力学模拟的技术，能为产业提供准确得结果并且大大减少研发时间，具有重要的学术价值和产业化应用前景。

需求详情

分子动力学计算机模拟是研究复杂固体或分子体系的有力工具，这一技术即能得到原子的运动轨迹，还能像做实验一样作各种观察，即在一个分子动力学观察(observation time)内作时间来计算多个物理量的统计平均值，对一个非平衡系统过程，只要发生在一个分子动力学观察时间内(1-10ps)的物理量也可以用分子动力学计算进行直接模拟。分子动力学使得晶格生长、外延生长、离子移植、缺陷运动、无定形结构，表面与界面的重构等物理化学问题都可以进行计算机模拟研究，一般精度的分子动力学如局域泛函所计算的结果往往得到错误的势能面，以致于后续的分子动力学模拟是不准确的，现在已有高精度的泛函可以使用，但是其对内存及算力的要求很高，不能达到实际的应用标准，因此，现阶段开发扩展性强，适配性好的，可以计算大规模高精度分子动力学模拟的技术，能为产业提供准确得结果并且大大减少研发时间，具有重要的学术价值和产业化应用前景。

技术参数

1.分子动力学精度超过居于泛函精度；         2.分子动力学模拟体系达到千原子体系；        3.软件强标度达到0.4以上（加速比/处理器数量）；        4. 软件加速卡扩展数量达到百卡以上。

项目预期

 1.分子动力学中高精度泛函的实现：在现有软件中实现比局域泛函更高阶的分子动力学，或者开发新的分子动力学软件，以达到高精度要求；   2.高扩展性分子动力学软件的开发：传统计算软件扩展性不足，虽然高精度泛函保证了高精度，但是有效算力得不到保证，需要开发具有高适配性，高扩展性的软件；  3.使用加速卡分子动力学软件的开发：目前加速卡技术的不断发展，使得加速卡的计算在科学计算方面有着独具一格的速度，相比于中央处理器的速度能够达到几十倍到上百倍不等，需要发展运用加速卡计算的分子动力学软件。