Цивилизация
Группа физиков из Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ научилась на обычном персональном компьютере проводить расчеты сложных уравнений квантовой механики, для которых на Западе используются мощные суперкомпьютеры. При этом персональный компьютер справляется с задачей намного быстрее. Статья была опубликована в журнале Computer Physics Communications.
Ученые сумели применить персональный компьютер с графическим процессором для решения сложнейших уравнений квантовой механики — ранее для этого использовались только мощные и дорогие суперкомпьютеры. По словам Владимира Кукулина, профессора НИИЯФ МГУ, персональный компьютер справляется с задачей в разы быстрее: за 15 минут он выполняет работу, на которую суперкомпьютер тратит 2–3 дня.
«Мы добились скорости, которая и присниться не может, — рассказал Владимир Кукулин. – Программа работает так, что 260 миллионов сложных двойных интегралов на настольном компьютере она считает за 3 секунды. И никакого сравнения с суперкомпьютерами! Мой коллега из Бохумского университета в Германии (к сожалению, недавно скончавшийся), лаборатория которого занималась тем же, проводил расчеты с помощью одного из самых больших суперкомпьютеров Германии с известной архитектурой BLUEGENE, что на самом деле очень дорогое удовольствие. И то, чего его группа добивается за двое-трое суток, мы делаем за 15 минут, не потратив ни копейки».
Уравнения, о которых идет речь, были сформулированы еще в 60-х годах прошлого века российским математиком Людвигом Фаддеевым. Уравнения описывали процесс рассеяния нескольких квантовых частиц, то есть представляли собой некий квантово-механический аналог Ньютоновой теории трех тел. В результате быстро возникла целая область квантовой механики под названием «Физика малочастичных систем». Главной проблемой при решении уравнений для нескольких квантовых частиц было вычисление интегрального «ядра» – громадной двумерной таблицы, состоящей из десятков и сотен тысяч строк и столбцов, причем каждый элемент такой огромной матрицы был результатом очень сложных вычислений. Ученые решили использовать в своем персональном компьютере один из новых графических процессоров корпорации Nvidia, разработанный для работы в игровых приставках, причем не самый дорогой — из тех, что можно купить за $300–500.
Воспользовавшись софтом, разработанным в Nvidia, и написав собственные программы, ученые разбили свои вычисления на много тысяч потоков и смогли решить задачу.
