- 中国の研究者がAIを用いて量子化学の分野における古典的スーパーコンピューティングの限界を超えた。
- 新しいスーパーコンピュータ「Sunway OceanLite」を利用し、量子状態をシミュレーションする神経ネットワークを訓練。
- 従来の量子コンピュータではなく、スーパーコンピュータで分子の挙動をモデル化することに成功した。
中国の研究チームが、人工知能（AI）の活用により古典的なスーパーコンピュータを量子化学の領域に拡張できることを示した。
新型スーパーコンピュータ「Sunway OceanLite」を用いて、神経ネットワークを訓練し、分子の量子状態をシミュレーションする手法に成功した。
この手法は神経ネットワーク量子状態（NNQS）と呼ばれ、機械学習を利用して電子の動きや原子内での相互作用を近似するものである。
OceanLiteは3700万のプロセッサコアで運用され、性能の維持ができた。
92%の強スケーリングおよび98%の弱スケーリングを達成した。
この高い効率は、ソフトウェアとハードウェアの密接な連携を示している。
量子化学シミュレーションは、電子の配置を表現することが求められ、非常に複雑な問題である。
従来の方法は小さなシステムしかモデル化できないが、NNQSは分子の波動関数を近似することによってこの制限を打破する。
研究チームは最大120のスピン軌道系を持つシステムをモデル化し、神経ネットワークによる量子シミュレーションのスケールを拡張した。
これにより、分子の真のエネルギー分布に一致するように出力を調整した。
Sunway OceanLiteはTaihuLightの後継機で、SW26010-Proプロセッサを搭載しており、計算性能はエクサスケールに達する。
量子シミュレーションの不規則なワークロードを処理するために、専用のNNQS-Transformerフレームワークが適用され、負荷の均等分配に向けた動的な負荷分散アルゴリズムが導入された。
この研究は、スーパーコンピュータが量子システムを正確にモデル化できることを示し、量子コンピュータの到来を待つ間、実用的な化学や材料研究に貢献する可能性を秘めている。
今後の進展が期待される分野である。
えっと、このスーパーコンピュータって、どうしてそんなにすごいの?
で、量子シミュレーションって何に役立つんだ?
このスーパーコンピュータは、3700万のプロセッサコアを持っていて、
非常に効率的に量子シミュレーションができるのが特徴です。
量子シミュレーションは、化学反応や材料開発に役立ち、
分子の性質を理解するのに重要なんです。
このニュースは、中国の研究者たちが新しいスーパーコンピュータ「Sunway OceanLite」を使い、
AIを活用して量子状態のシミュレーションを行う手法を開発したという内容です。
神経ネットワークを利用して、電子の動きや原子内での相互作用をモデル化することに成功し、
従来の方法よりも大規模なシステムを扱えるようになりました。
3700万のプロセッサコアで、高いスケーリング効率を実現しています。
この背景には、ソフトウェアとハードウェアの連携が鍵となっています。
量子化学のシミュレーションは複雑で、電子配置を正確に表現する必要がありますが、
この技術により、実用的な化学や材料研究に貢献する可能性があるのです。
さらに、量子コンピュータが普及するまでの過渡的な解決策として注目されています。
今後もこの分野での進展に期待がかかりますね。
