Il codice KITE potrebbe alimentare nuovi sviluppi quantistici

Una collaborazione di ricerca guidata dal Dipartimento di Fisica dell'Università di York ha creato un software open source per assistere nella creazione di materiali quantistici che potrebbero a loro volta aumentare notevolmente la potenza di calcolo del mondo.

Il codice KITE potrebbe alimentare nuovi sviluppi quantistici

Il codice KITE potrebbe alimentare nuovi sviluppi quantistici

Una collaborazione di ricerca guidata dal Dipartimento di Fisica dell'Università di York ha creato un software open source per assistere nella creazione di materiali quantistici che potrebbero a loro volta aumentare notevolmente la potenza di calcolo del mondo.

In tutto il mondo, il crescente utilizzo di data center e cloud computing sta consumando quantità crescenti di energia - i materiali quantistici potrebbero aiutare ad affrontare questo problema, affermano i ricercatori.

I materiali quantistici - materiali che sfruttano effetti quantistici non convenzionali derivanti dal comportamento collettivo degli elettroni - potrebbero svolgere compiti precedentemente ritenuti impossibili, come la raccolta di energia dallo spettro solare completo o l'elaborazione di grandi quantità di dati con bassa dissipazione del calore.

La progettazione di materiali quantistici in grado di fornire un'intensa potenza di calcolo è guidata da sofisticati programmi per computer in grado di prevedere come si comportano i materiali quando "eccitati" con correnti e segnali luminosi.

La modellazione computazionale ha ora fatto un "salto di qualità" in avanti con l'annuncio dell'iniziativa Quantum KITE, una suite di codici informatici open source sviluppata da ricercatori in Brasile, nell'UE e nell'Università di York. KITE è in grado di simulare materiali realistici con un numero di atomi senza precedenti, rendendolo ideale per creare e ottimizzare materiali quantistici per una varietà di applicazioni energetiche e informatiche.

La dott.ssa Aires Ferreira, ricercatrice presso la Royal Society University e professore associato di fisica, che guida il gruppo di ricerca presso l'Università di York, ha dichiarato:

"Il nostro approccio utilizza una nuova classe di algoritmi di simulazione quantistica per aiutare a prevedere e adattare le proprietà dei materiali per una vasta gamma di applicazioni che vanno dalle celle solari ai transistor a bassa potenza.

"La prima versione del codice KITE gratuito e open source dimostra già capacità molto incoraggianti nella struttura elettronica e nella simulazione dei materiali a livello di dispositivo.

"La capacità di KITE di gestire miliardi di orbitali atomici, che a nostra conoscenza non ha precedenti in qualsiasi area della scienza quantistica, ha il potenziale per sbloccare nuove frontiere nella fisica della materia condensata e nella modellazione computazionale dei materiali".

Uno degli aspetti chiave di KITE è la sua flessibilità nel simulare materiali realistici, con diversi tipi di disomogeneità e imperfezioni.

La dott.ssa Tatiana Rappoport dell'Università Federale di Rio de Janeiro in Brasile, ha dichiarato:

"Questo software open source è il nostro impegno per aiutare a rimuovere gli ostacoli alle simulazioni quantistiche realistiche e per promuovere una cultura scientifica aperta. Il nostro codice ha diverse innovazioni, tra cui l'approccio" cellula del disordine "per simulare le imperfezioni all'interno di disposizioni periodiche di atomi e uno schema efficiente per gestire calcoli intensivi di RAM che possono essere utili ad altre comunità scientifiche e all'industria ".


Fonte dell'articolo:

Università di York


Riferimenti:

Simão M. João, Miša Anđelković, Lucian Covaci, Tatiana G. Rappoport, João MVP Lopes, Aires Ferreira. KITE: modellazione accurata ad alte prestazioni della struttura elettronica e funzioni di risposta di grandi molecole, cristalli disordinati ed eterostrutture. Royal Society Open Science , 2020; 7 (2): 191809 DOI: 10.1098 / rsos.191809