Группа физиков из НИИЯФ МГУ провела расчеты сложных уравнений квантовой механики с помощью простого персонального компьютера

В МГУ превратили обычный ПК в суперкомпьютер

Для решения сложных уравнений квантовой механики, ученые из МГУ объединили мощности обычного персонального компьютера и графического процессора Nvidia, разработанного для игровых приставок. В итоге усовершенствованный персональный компьютер за 15 минут выполняет ту работу, на которую суперкомпьютер тратит 2-3 дня. При этом ученые обращают внимание, что процессор был не самый дорогой — из тех, что можно купить в магазине за 300-500 долларов. Такие графические процессоры существуют на рынке давно, однако только российские ученые решили использовать их для решения уравнений квантовой механики.

----------------------<cut>----------------------

Квантовая физика для расчетов требует высокопроизводительных вычислительных систем

Уравнения, которые решали физики из Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ (НИИЯФ МГУ), были сформулированы еще в 60-х гг. XX в. российским математиком Людвигом Фаддеевым. Они описывают процесс рассеяния нескольких квантовых частиц, представляя собой некий квантовомеханический аналог ньютоновой теории трех тел. Из-за невероятной сложности уравнения не поддавались исследователям до появления суперкомпьютеров. Однако суперкомпьютеры стоят дорого и не все лаборатории могут позволить себе работу на них. Ученые из НИИ ядерной физики МГУ придумали как оптимизировать процесс и решать подобные уравнения на персональном компьютере. При этом физики из НИИЯФ МГУ отмечают, что ПК справляется с задачей даже быстрее.

Для решения уравнений рассеяния нескольких квантовых частиц необходимо было создать «ядро» – двухмерную таблицу из десятков миллионов строк и столбцов. Каждая ячейка такой таблицы — это тоже сложные вычисления. Ученые же представили таблицу как экран с сотнями триллионов пикселей и построили ее с помощью графического процессора и софта Nvidia. Ученые написали собственные программы, разбили вычисления на 65 тысяч потоков и решили непростую задачу.

«Эта работа, на наш взгляд, открывает совершенно новые пути в анализе ядерных и резонансных химических реакций, — цитирует сайт НИИ ядерной физики МГУ слова Владимира Кукулина, заведующего лабораторией теории атомного ядра. — Она также может оказаться очень полезной для решения большого числа вычислительных задач в физике плазмы, электродинамике, геофизике, медицине и множестве других областей науки. Мы хотим организовать что-то наподобие учебных курсов, где исследователи самых разных научных направлений из периферийных университетов, не имеющие доступа к суперкомпьютерам, смогли бы научиться делать на своих ПК то же самое, что делаем мы».