外尔费米子发现背后的中科曙光高性能计算机

时间：2015-08-12 15:35    来源：美通社  

　　最近由中国科学院物理研究所方忠研究员等率领的科研团队取得重大突破，首次发现了具有“手性”的电子态 -- 外尔(Weyl)费米子。这是物理学研究的一项重要科学突破，对“拓扑电子学”和“量子计算机”等颠覆性技术的发展具有非常重要的意义。令人称道的是，该发现从理论预言到实验观测的全过程，都是由我国科学家独立完成，得到国际物理学界的广泛关注和认可。这项成果可能的应用方向之一就是解决类似手机待机时间短的问题，可以实现手机电池一年充一次电。在这令人瞩目的成果背后理论和数值计算起到了关键的作用，而除了众多物理学家的不懈努力之外，还有默默为科学家工作提供强力支持的中科曙光高性能计算机。

　　

外尔费米子发现背后的中科曙光高性能计算机

　　

外尔费米子发现背后的中科曙光高性能计算机

　　外尔费米子这一神奇的粒子早在1929年就由德国物理学家威尔曼•外尔(Hermann Weyl)从理论上预言。他提出无“质量”的电子可以分为左旋和右旋两种“手性”，这就是外尔费米子。如果在某些特殊体系下，电子态只处于左旋或者右旋其中一种手性状态就非常有价值。但是，多年来一直未能在实验上观察到。直到2012年和2013年物理所的研究团队基于第一性原理计算首次从理论上预言，在狄拉克半金属中或许存在外尔费米子。这为寻找外尔费米子指明了方向，在今年年初，方忠团队直接从理论上找到四种非磁性的外尔半金属材料 -- TaAs、TaP、NbAs 和 NbP，这无疑为实验观测直接提供了精确导航。

　　从2009年开始，中科曙光为中国科学院物理研究所凝聚态理论与材料计算重点实验室提供高性能计算集群全方位支持，中科曙光高性能计算机取代 IBM 系统成为公共计算平台。2014年，中科曙光再次为物理所计算集群扩容，采用中科曙光 TC5600-H 整机柜刀片平台作为计算系统，系统双精度理论峰值性能达到61.824 TFLOPS(万亿次每秒);存储系统采用中科曙光 ParaStor200 分布式并行存储系统，配备无阻塞的 56Gbps FDR InfiniBand 高速计算网络互连，以及中科曙光 Gridview 集群管理调度系统。同时配备了完备的软件开发和运行环境，并协助用户进行了软件优化和应用二次开发，满足了物理所研究团队第一性原理计算的大规模计算等需求。

　　非常值得再次提起的是，2013年清华大学薛其坤研究团队首次在实验上观察到的量子反常霍尔效应也正是方忠团队在2010年通过第一性原理计算所做出的理论预测。这一系列工作被杨振宁誉为诺贝尔奖级别。

　　结合到外尔费米子的发现，计算方法在今天的物理学研究中扮演着举足轻重的角色，高性能计算机自然就得承担起更大的使命。

　　在中科曙光高性能计算系统平台的支持下，中科院物理所的研究团队必将会产生更多更好的研究成果。中科曙光高性能计算也会竭力为各大研究机构提供更高效更优质的平台保障，为我国科学事业的发展提供动力。

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