Superkomputer i kwantowe fenomeny – badania naukowca z PW

Dr hab. inż. Gabriel Wlazłowski, prof. uczelni z Wydziału Fizyki wykorzystał możliwości superkomputera LUMI do zaawansowanych badań z zakresu mechaniki kwantowej. Nasz badacz właśnie zakończył projekt „Turbulent Dynamics in Superfluid Fermi Systems” prowadzony w ramach konkursu na pilotażowe granty obliczeniowe, realizowane z wykorzystaniem infrastruktury najpotężniejszego europejskiego superkomputera.

Olbrzymi jak kort tenisowy, wykonujący maksymalnie 550 petaflopsów (550 milionów miliardów) obliczeń na sekundę, a do tego ekologicznie zasilany – oto superkomputer LUMI (Large Unified Modern Infrastructure), który jako jedyny na Starym Kontynencie pozwala na prowadzenie obliczeń będących poza zasięgiem większości badaczy.

Polska jest jednym z 10 krajów tworzących konsorcjum umożliwiające swoim członkom prowadzenie badań opartych o obliczenia wysokiej wydajności. Jednym z projektów zgłoszonych przez Polskę do fazy pilotażowej LUMI GPU pod koniec 2022 r. był koncept prof. Gabriela Wlazłowskiego „Turbulent Dynamics in Superfluid Fermi Systems”. Jego celem było zbadanie złożonych problemów mechaniki kwantowej, ze szczególnym uwzględnieniem turbulencji kwantowych występujących w nadcieczach. Szczególną uwagę poświęcono tu fermionom, z nadzieją na głębsze zrozumienie procesów zachodzących wewnątrz gwiazd neutronowych.

Numeryczne symulacje układów kwantowych stanowią cały czas wyzwanie dla techniki. Dotyczy to głównie układów zbudowanych z cząstek, dla których obowiązuje zasada Pauliego. Zabrania ona dwóm fermionom zajmowania tego samego stanu kwantowego. Aby zrozumieć zachowanie się całego układu, należy śledzić zatem wszystkie stany kwantowe. Generuje to znaczne zapotrzebowanie obliczeniowe, które było wąskim gardłem dla badaczy w tej dziedzinie. W ramach grantu pilotażowego udało się wykonać symulację układów kwantowych, gdzie liczba rozważanych cząstek sięgała setki tysięcy. Dopiero tak duże układy dają szansę na zrozumienie właściwości układów nadciekłych i warunków, w których przepływy zmieniają charakter z laminarnego na turbulentny, co jest niezbędne w kontekście przyszłych zastosowań.

Po więcej informacji o LUMI i pilotażowym projekcie zapraszamy na stronę www.lumi-supercomputer.eu.

Źródło: www.fizyka.pw.edu.pl