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近日，中国科学技术大学科研团队与合作者实现亿原子级拉曼光谱量子力学模拟的成果，近日入围2024年戈登·贝尔奖。据悉，这是2024年入围该奖的唯一中国团队成果，也是该团队继2021年后再次入围该奖项。
戈登·贝尔奖是国际高性能计算应用领域最高奖，由美国计算机协会(ACM)颁发，用于表彰世界范围内高性能计算的杰出成就，尤其是高性能计算应用于科学、工程和大规模数据分析领域的创新工作，被称为“超算领域的诺贝尔奖”。
这一成果由中国科学技术大学精准智能化学重点实验室商红慧教授、杨金龙教授团队与中国科学院计算技术研究所刘颖高级工程师，华东师范大学何晓教授等团队合作完成。
拉曼光谱是研究生物分子结构的重要工具，被广泛应用于药物开发、疾病诊断等领域。然而，拉曼光谱量子模拟计算量巨大，此前其模拟仅能处理数千原子级的小体系。研究团队通过创新算法设计和工程技术的难点的突破，开发QF-RAMAN程序，首次实现了亿原子级拉曼光谱量子力学模拟，与以往工作相比取得了4个—5个数量级的提升。
实验验证该程序展现了优异性能。在此基础上，相关团队提出了适用于亿原子级体系的矩阵方程求解拉曼光谱的新算法，有效解决了大规模量子力学拉曼模拟中的关键技术难题。
这项研究表明，量子力学模拟可以扩展到前所未有的规模，为理解复杂生物系统开辟了新途径，也为量子力学模拟的应用场景探索了全新的可能。
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