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2025年1月
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發(fā)布時(shí)間: 2023-08-07
近日，一出韓版《羅生門(mén)》在全球熱映，引起各界一片嘩然。物理大拿、科研小白聞風(fēng)而動(dòng)，甚至驚動(dòng)了概念股操盤(pán)手。什么概念？
導(dǎo)體大家都知道，那超導(dǎo)體(superconductor)是啥？
Heike Kamerlingh Onnes
荷蘭物理學(xué)家、1913年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者
低溫物理學(xué)奠基人
百年前，Heike Kamerlingh Onnes在倒騰電阻研究的時(shí)候意外發(fā)現(xiàn)低溫下的導(dǎo)體電阻竟然突降至0，這一現(xiàn)象可稱之為材料的完全導(dǎo)電性。
Walther Mei?ner
德國(guó)物理學(xué)家
20來(lái)年后，Walther Mei?ner和搭檔在研究中發(fā)現(xiàn)當(dāng)材料轉(zhuǎn)變成超導(dǎo)體后，材料內(nèi)的磁場(chǎng)將全部排斥于材料以外。這一現(xiàn)象展示了材料在超導(dǎo)態(tài)下的完全抗磁性，亦被稱為“邁斯納效應(yīng)”。由此，產(chǎn)生邁斯納效應(yīng)及零電阻現(xiàn)象兼具，成為檢驗(yàn)任何超導(dǎo)研究實(shí)驗(yàn)成功與否的兩大大關(guān)鍵指標(biāo)。
這一次，焦點(diǎn)在亞洲。韓國(guó)量子能源研究中心研究團(tuán)隊(duì)在arXiv上發(fā)了兩篇論文，說(shuō)合成了世界上第一個(gè)室溫超導(dǎo)體，也就是我們今天的主角：LK-99。俗稱改性鉛磷灰石晶體結(jié)構(gòu)，實(shí)為一種摻雜銅的鉛磷灰石。
實(shí)驗(yàn)視頻截圖
這又是啥概念？說(shuō)個(gè)事情，您一秒就懂。百年前Kamerlingh Onnes發(fā)現(xiàn)零電阻現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)溫度為-270攝氏度左右，而LK-99是在正常室溫下被創(chuàng)造出來(lái)的。
當(dāng)然，更多的震撼是因?yàn)槿缯嬗惺覝爻撼瑢?dǎo)材料存在，那它于現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用的意義將是巨大的，網(wǎng)上甚至已經(jīng)出現(xiàn)了“第四次工業(yè)革命”的話題。舉個(gè)例子，咱到醫(yī)院做一次核磁共振可不便宜，因?yàn)楹舜懦上裱b置需配有昂貴的低溫制冷液。（如有）室溫超導(dǎo)材料的問(wèn)世，將大大降低這類裝置的成本，全人類的荷包在各方各面都能寬松點(diǎn)。
然后，助攻的來(lái)了。
Sinéad Griffin
美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室
納米結(jié)構(gòu)材料理論研究員
上圖這位Sinéad Griffin通過(guò)使用VASP進(jìn)行了DFT計(jì)算，展示了理論上的常溫超導(dǎo)體材料應(yīng)具有什么樣的性質(zhì)，而LK-99則真實(shí)具備。如果這一切都如驗(yàn)證結(jié)果一般，那算力又立一大功。
怎么說(shuō)呢？
大家都在“煉丹”
那小智可要推秘密武器了！
曙光智算支持VASP6.3.2異構(gòu)加速版本
了解一下
（當(dāng)然授權(quán)請(qǐng)大家自己提供）
版本亮點(diǎn)
>功能全
1. vasp_std、vasp_ncl和casp_gam 3種版本全包含
2. 支持MPI在單節(jié)點(diǎn)和多節(jié)點(diǎn)上使用多異構(gòu)加速卡并行
3. 使用異構(gòu)加速卡加速的部分涵蓋了VASP的所有常用功能
4. 正確性方面，已通過(guò)官方6.3.2版本測(cè)試集中所有的測(cè)試
5. 支持常用的第三方包VASPsol、VTST、wannier90、dftd4等
>算力高
1. 支持計(jì)算CPU版難以實(shí)現(xiàn)的大規(guī)模及高精度計(jì)算
2. 減少等待計(jì)算結(jié)果的時(shí)間，助力科研效率提升
>成本降低
相比CPU版和GPU版都有不錯(cuò)的性價(jià)比，尤其適用于高通量計(jì)算任務(wù)
>資源豐富
大量資源可用，曙光智算提供萬(wàn)片計(jì)算加速卡
>支持響應(yīng)快
原廠開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行開(kāi)發(fā)維護(hù)，能夠快速響應(yīng)用戶的需求
異構(gòu)加速卡版開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠快速響應(yīng)用戶的需求進(jìn)行針對(duì)性開(kāi)發(fā)，相比官方GPU版有很大的優(yōu)勢(shì)
>案例1
某課題組在科研中需要使用VASP進(jìn)行高精度GW近似計(jì)算。GW近似的計(jì)算復(fù)雜度通常為O(N°)~O(N4)(N為電子數(shù)），加之GW近似算法對(duì)并行資源的一些限制，使得CPU單步計(jì)算大約2小時(shí)，而整個(gè)計(jì)算需數(shù)百步，計(jì)算開(kāi)銷難以承受。VASP中這類計(jì)算也沒(méi)有使用主流GPU加速的版本。
開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)VASP中GW近似的相關(guān)代碼進(jìn)行分析，為用戶提供針對(duì)性移植，通過(guò)利用異構(gòu)加速卡加速，將單步耗時(shí)縮短至5分鐘左右，大大提高了計(jì)算效率。
>案例2
某課題組在科研中需要使用VASP.6.3中最新的機(jī)器學(xué)習(xí)力場(chǎng)功能進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，分子動(dòng)力學(xué)模擬通常要執(zhí)行非常多的步數(shù)，計(jì)算效率很重要。這部分代碼也僅使用CPU進(jìn)行計(jì)算，同樣沒(méi)有主流GPU加速的版本。
開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)相關(guān)代碼進(jìn)行分析，移植之后在異構(gòu)加速卡4卡達(dá)到32核4倍的性能，得到了用戶的認(rèn)可。
單說(shuō)時(shí)效大大降低這方面，足以令人心動(dòng)！異構(gòu)加速卡版優(yōu)勢(shì)不要太明顯。有需求意向的老伙計(jì)新朋友可隨時(shí)給小智留言，我們會(huì)有專業(yè)的團(tuán)隊(duì)為您進(jìn)行1v1對(duì)接喲~
最后，說(shuō)回此事是“羅生門(mén)”，不僅因?yàn)閺?fù)現(xiàn)結(jié)果屢有翻車，且該韓國(guó)團(tuán)隊(duì)也發(fā)生了啼笑皆非的內(nèi)訌事件。但無(wú)論如何，人類對(duì)常溫超導(dǎo)的探索仍在繼續(xù)。算力勢(shì)必在常溫超導(dǎo)體話題下展現(xiàn)其重要作用。
科技無(wú)界，學(xué)科間的相通也必將為人類各項(xiàng)探索帶來(lái)福音。
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