用超算给质料测“基因”

 
 
用超算给质料测“基因”  
 

连年来，质料应用规模的成长活着界范畴内得到遍及存眷。要害质料供给多样化、开拓要害质料的替代质料等课题成为各国在科研规模发力的核心，保障要害质料安详和靠得住供给成为这些存眷背后的焦点考量。

质料是现代家产的基本。而在我国，质料供给形势额外严峻。中科院院士、中科院物理研究所极度条件物理重点尝试室主任汪卫华曾在接管《中国科学报》采访时暗示，我国许多要害质料自给水平有待晋升，因此但愿通过先进的理念来敦促质料应用的成长及财富化。

正是基于这一思考，汪卫华率领的尝试室，正在北京怀柔科学城构建一个“质料基因工程平台”。

质料研究也有基因工程？这要从“质料基因组打算”说起。

海表里竞逐“质料基因组打算”

2011年，美国率先提出旨在缩短新质料的研发周期和本钱的“质料基因组打算”（MGI）。该打算被称为美国继曼哈顿打算、阿波罗打算、人类基因组打算之后的第四大重大科研打算。

质料基因组是一个象征义的提法：就像人类的基因组一样，质料华夏子的性质和分列，以致晶体布局和缺陷都将抉择质料的内涵机能。而“质料基因组技能”就是通过高通量尝试装置，对组合质料的样品单位举办高通量表征，并将所得到的质料机能数据储存在数据库中；进而，再通过数据挖掘等技能获得质料“身分—布局—机能”的构效映射干系。

通过阐明、解构质料“基因组”，可以改变传统质料研究要领，加快质料研发历程。

“在质料基因组打算中，数据库及其共享、计较东西开拓至关重要。”某上市公司的质料研发高级工程师刘国涛汇报《中国科学报》。

作为怀柔科学城配套跨学科交错研究平台中重大科研项目之一，“质料基因工程平台”的方针就是建成大局限、手段先进的质料基因组研究平台。

“质料基因组平台包罗大数据，高通量计较、人工智能部门。”据汪卫华先容，通过高通量计较、呆板进修等人工智能要领缩小和锁定但愿要找的质料范畴，然后再回收高通量制备和检测快速筛选质料，这样可以大大节省质料研发本钱和周期，进而在要害质料规模取得重要打破。

从这个意义上来讲，质料基因工程堪称是“中国版的质料基因组打算”。

质料基因组研究平台项目概览（结果图）

超算做帮忙

中科院物理研究所研究员刘淼，就是专门借助高机能计较等设备，开展质料基因工程研究的科学家。在他看来，超算设备对付质料科学意义重大。

“质料计较的需求是很大的。”克日在由英特尔公司提倡的一场媒体专访中，刘淼汇报《中国科学报》，海外的一些顶级超算设备，许多业务就是在做质料科学的计较。好比美国橡树岭国度尝试室、劳伦斯伯克利尝试室、美国国度能源研究科学计较中心的超算设备，“至少1/6以上的机时是用在质料相关规模的”。

在怀柔科学城，质料基因工程平台也配备了专门的超算装备。在由戴尔提供的高机能计较集群上，该平台拥有160个计较节点和1个GPU节点，同时设置有英特尔OPA 100Gbps互换机和靠近2PB的存储系统。与此同时，中科院物理研究所还配置了“质料基因数据集群处理惩罚平台”，包罗一个小型的私有云系统。