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LK-99,真的假的啊?

1年前浏览3877

近日,一出韩版《罗生门》在全球热映,引起各界一片哗然。物理大拿、科研小白闻风而动,甚至惊动了概念股操盘手。什么概念?

 

导体大家都知道,那超导体(superconductor)是啥?


 

Heike Kamerlingh Onnes

荷兰物理学家、1913年诺贝尔物理学奖获得者

低温物理学奠基人


百年前,Heike Kamerlingh Onnes在倒腾电阻研究的时候意外发现低温下的导体电阻竟然突降至0,这一现象可称之为材料的完全导电性


 

Walther Meißner

德国物理学家


20来年后,Walther Meißner和搭档在研究中发现当材料转变成超导体后,料内的磁场将全部排斥于材料以外。这一现象展示了材料在超导态下的完全抗磁性,亦被称为“迈斯纳效应”。由此,产生迈斯纳效应及零电阻现象兼具,成为检验任何超导研究实验成功与否的两大大关键指标。


这一次,焦点在亚洲。韩国量子能源研究中心研究团队在arXiv上发了两篇论文,说合成了世界上第一个室温超导体,也就是我们今天的主角:LK-99。俗称改性铅磷灰石晶体结构,实为一种掺杂铜的铅磷灰石。


 

实验视频截图


这又是啥概念?说个事情,您一秒就懂。百年前Kamerlingh Onnes发现零电阻现象的实验温度为-270摄氏度左右,而LK-99是在正常室温下被创造出来的。

 

当然,更多的震撼是因为如真有室温常压超导材料存在,那它于现实中应用的意义将是巨大的,网上甚至已经出现了“第四次工业革命”的话题。举个例子,咱到医院做一次核磁共振可不便宜,因为核磁成像装置需配有昂贵的低温制冷液。(如有)室温超导材料的问世,将大大降低这类装置的成本,全人类的荷包在各方各面都能宽松点。

 

然后,助攻的来了。

 

Sinéad Griffin

美国劳伦斯伯克利国家实验室

纳米结构材料理论研究员


上图这位Sinéad Griffin通过使用VASP进行了DFT计算,展示了理论上的常温超导体材料应具有什么样的性质,而LK-99则真实具备。如果这一切都如验证结果一般,那算力又立一大功

 

怎么说呢?

大家都在“炼丹”

那小智可要推秘密武器了!



版本亮点

 

>功能全

1. vasp_std、vasp_ncl和casp_gam 3种版本全包含

2. 支持MPI在单节点和多节点上使用多异构加速卡并行

3. 使用异构加速卡加速的部分涵盖了VASP的所有常用功能

4. 正确性方面,已通过官方6.3.2版本测试集中所有的测试

5. 支持常用的第三方包VASPsol、VTST、wannier90、dftd4等


>算力高

1. 支持计算CPU版难以实现的大规模及高精度计算

2. 减少等待计算结果的时间,助力科研效率提升


>成本降低

相比CPU版和GPU版都有不错的性价比,尤其适用于高通量计算任务


>资源丰富

大量资源可用,曙光智算提供万片计算加速卡


>支持响应快

原厂开发团队进行开发维护,能够快速响应用户的需求


性能对比

 

>与主流CPU相比

目前VASP异构加速卡版本性能上对比主流CPU 都有不错的表现,尤其对于规模较大的算例或使用杂化密度泛函(hybrid-DFT)的算例。

   

图表中列出了异构加速版与cpu版计算任务的耗时比例,比例越大耗时越长,异构加速版耗时最短,性能最优。


>与主流GPU对比

异构加速卡版性能可达主流GPU的60-70%

   


客户成功案例

 

异构加速卡版开发团队能够快速响应用户的需求进行针对性开发,相比官方GPU版有很大的优势


>案例1

某课题组在科研中需要使用VASP进行高精度GW近似计算GW近似的计算复杂度通常为O(N°)~O(N4)(N为电子数),加之GW近似算法对并行资源的一些限制,使得CPU单步计算大约2小时,而整个计算需数百步,计算开销难以承受。VASP中这类计算也没有使用主流GPU加速的版本

开发团队对VASP中GW近似的相关代码进行分析,为用户提供针对性移植,通过利用异构加速卡加速,将单步耗时缩短至5分钟左右,大大提高了计算效率。


>案例2

某课题组在科研中需要使用VASP.6.3中最新的机器学习力场功能进行分子动力学模拟,分子动力学模拟通常要执行非常多的步数,计算效率很重要。这部分代码也仅使用CPU进行计算,同样没有主流GPU加速的版本。

开发团队对相关代码进行分析,移植之后在异构加速卡4卡达到32核4倍的性能,得到了用户的认可。


单说时效大大降低这方面,足以令人心动!异构加速卡版优势不要太明显。有需求意向的老伙计新朋友可随时给小智留言,我们会有专业的团队为您进行1v1对接哟~


最后,说回此事是“罗生门”,不仅因为复现结果屡有翻车,且该韩国团队也发生了啼笑皆非的内讧事件。但无论如何,人类对常温超导的探索仍在继续。算力势必在常温超导体话题下展现其重要作用。


科技无 界,学科间的相通也必将为人类各项探索带来福音。




来源:曙光计算服务
电子理论材料分子动力学VASP
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-08-08
最近编辑:1年前
曙光智算
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