Российская академия наук анонсировала прорывную версию алгоритма USPEX 2.5, которая серьезно расширяет доступ к передовым вычислениям в материаловедении. Теперь ученые смогут прогнозировать кристаллические структуры и свойства новых материалов, используя обычные ноутбуки и десктопы — без необходимости в дорогих суперкомпьютерах.
Алгоритм USPEX традиционно применялся для компьютерного проектирования материалов с заданными свойствами — он прогнозирует стабильные кристаллические структуры, что позволяет исследователям заранее отсеивать нежизнеспособные варианты и фокусироваться только на перспективных. В новой версии 2.5 его функциональность значительно усилилась за счет внедрения нейронных сетей. По словам программистов, это позволило ускорить расчеты примерно в 100 раз по сравнению с классическим квантово-химическим подходом.
Создатель USPEX, профессор РАН Артем Оганов, подчеркнул, что новая версия снижает порог входа в сложные расчеты до минимума: «Любой школьник, любой ученый в провинции может теперь использовать алгоритм — ноутбук превращается в суперкомпьютер для дизайна материалов».
Как отметил вице-президент РАН академик Степан Калмыков, это изменение имеет не только научный вес, но и стратегическое значение. Исчезновение зависимости от крупных суперкомпьютерных центров и переход к доступным локальным вычислениям уменьшает технологическое неравенство, присутствовавшее в научном сообществе.
Директор Института катализа Сибирского отделения РАН академик Валерий Бухтияров добавил, что алгоритм особенно актуален сейчас, когда усиливаются ограничения доступа к зарубежным вычислительным мощностям. Возможность моделировать биомолекулы, катализаторы и новые материалы локально может существенно ускорить научные исследования в России.
Главный разработчик USPEX, программист Сергей Лепешкин пояснил технические детали: «Раньше мы рассчитывали взаимодействия атомов напрямую, это было очень ресурсоемко. Сейчас нейронные сети берут на себя большую часть работы — благодаря этому модель стала гораздо быстрее и компактнее».
По словам участников проекта, число пользователей USPEX уже превышает 11 000 человек — и разработчики надеются, что версия 2.5 станет еще более популярной и выйдет за рамки академического сообщества.
Новая версия USPEX объявляется не просто обновлением, а изменением парадигмы научного поиска. Как подчеркнул академик Юрий Оганесян, это пример демократизации науки.
Теперь идеи не ограничены суперкомпьютерами — достаточно ноутбука, и перед исследователями открывается огромный простор для творчества.
Недавно российские ученые предложили редкоземельный металл тулий в качестве материала кубитов квантовых компьютеров. Об этой инновации — в статье Hi-Tech Mail.
