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IT168媒体专访:第一次,介观尺度下实现第一性原理精度模拟

2月前浏览161

媒体:IT168

记者:陶然

在科学研究的长河中,人类对物质世界的认知始终遵循着某种“尺度逻辑”。从肉眼观察的宏观现象,到显微镜下的细胞结构,再到原子尺度的量子行为,每深入一个量级,都意味着对自然规律理解的跨越。

然而,长久以来,科学界面临一个尴尬的现实:最精确的第一性原理计算,能模拟的原子规模往往只有几百上千个;而真实世界中,一个半导体器件的局部接触面就包含数亿原子,一块电池界面的复杂结构则达到百纳米量级。计算能力与现实之间的差距,如同横亘在科学家面前的一道“认知天堑”。

“四百亿”:一场没有硝烟的竞速

“414.7亿原子”,这个数字意味着什么?

如果我们做一个直观的对比:此前公开报道中,机器学习力场分子动力学模拟的世界纪录是290亿原子。此次成果将其提升了1.43倍。更重要的是,模拟的体系边长达到了700多纳米。这在微观世界已是接近微米级的“庞然大物”,第一次将第一性原理精度的原子尺度模拟,推向了介观尺度。

以前从来没有这样的模拟解决方案,能够以第一性原理精度真实复现这种场景


软硬协同:一场“双向奔赴”的技术攻坚

如果说算力是舞台,那么软件就是那位真正的舞者。

本次模拟所使用的核心软件,是龙讯旷腾发布的MatPL-2026.3版本。与传统的机器学习力场软件相比,MatPL实现了五大技术创新:从跨节点多卡并行训练,到单卡性能比肩国际主流软件,再到内存占用优化20%,以及最重要的是支持大规模并行,打破了以往力场软件无法跨节点模拟的限制。

机器学习力场的模型不同于大语言模型。大模型一次问答可能只需要几十到几百步计算,但我们的应用场景,大部分任务需要百万步,效率是决定性的。

正是基于对效率的极致追求,龙讯旷腾团队与中科曙光团队走到了一起。双方的技术人员在底层展开了深度协同:从针对核心矩阵运算创新应用TensorFloat-32算力,到将AI的Tensor核心能力赋能科学计算,再到利用GPU架构对传统数据计算单元的完整保留——每一个优化点,都是软硬件工程师反复碰撞的结果。

这种协同机制,或许比破纪录本身更具示范意义。


科研普惠:让“大能力”走进“小课题组”

如果说破纪录代表着技术的高度,那么如何让这种能力惠及更广泛的科研群体,则决定着技术的广度。

本次模拟的另一个重要信号是:在4096卡上实现414.7亿原子模拟的同时,单卡性能同样惊人。据透露,单张加速卡即可模拟千万级原子体系,一台8卡服务器则可达到上亿原子规模。

这意味着,一个更小的科研课题组,就可以用少量的资源,模拟世界级的超大规模体系,我们把更大、更宏观的东西,带到了小课题组面前。

“将来随着大语言模型的发展,我们还在跟曙光探讨打造材料模拟的智能体。龙讯旷腾相关负责人透露,“让材料计算软件变成可以用自然语言驱动调用。用户不关心软件怎么起作用,只关心我要设计一个新的电池,底层自动调软件、自动算、自动出结果。”

这或许才是“AI for Science”的终极愿景:让科学家回归科学本身,而非被工具所困


笔者观察:一次破界,三重启示

第一,软硬协同是国产科研生态的必由之路。长期以来,国内科研软件与硬件的发展相对割裂,导致“有算力无软件、有软件无优化”的尴尬。曙光与龙讯旷腾的深度绑定,证明了当两个懂行的团队真正坐在一起,能够产生的化学反应远超预期。

第二,国产替代不应止步于“能用”,更要追求“好用”与“领先”。本次模拟不仅在规模上刷新纪录,更在扩展效率、通信优化等关键指标上展现出世界级水平。这证明,国产算力与国产软件的融合,完全有能力与国际巨头同台竞技。

第三,算力的终极价值在于普惠。破纪录固然振奋人心,但如何让顶尖算力走出“象牙塔”,服务于更广泛的科研与工业场景,才是决定国家整体创新能级的关键。

414.7亿原子,是一个数字,更是一个起点。当微观世界的边界被不断推远,中国科研的想象力,也将随之抵达更遥远的星辰大海。

正如笔者观察所述,百亿原子只是一个数字,万亿原子DFT精度的模拟也已初步完成,敬请期待我们后续的工作汇报。随着大语言模型的发展,龙讯还将打造材料模拟的智能体,欢迎持续关注我们的最新动态。

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来源:龙讯旷腾
碰撞化学半导体电子通信UM材料分子动力学
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-06-02
最近编辑:2月前
龙讯旷腾
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