Opis projektu
Dużo szybsze symulacje układów cząsteczkowych zwiększą tempo innowacji
Modele matematyczne umożliwiają przeprowadzanie symulacji złożonych układów i procesów w oparciu o dostępną wiedzę na temat fizycznych i chemicznych reguł, które rządzą ich zachowaniem. W przypadku układów molekularnych występujących w materiałach naukowcy muszą uwzględnić wiele różnych właściwości każdego atomu lub cząsteczki. Konieczne jest również rozważenie, jak te własności zmieniają się w wyniku oddziaływania milionów innych cząsteczek oraz jak wpływają na takie interakcje. Krótko mówiąc, obliczenia matematyczne mogą być niewykonalne, biorąc pod uwagę czas lub energię potrzebne do ich ukończenia. W ramach finansowanego ze środków UE projektu EMC2 światowi eksperci w dziedzinie matematyki, chemii, fizyki i informatyki połączą siły, by znacząco zwiększyć wydajność symulacji układów cząsteczkowych. Wspomoże to badania podstawowe i aplikacyjne w wielu dziedzinach: od fizyki materii skondensowanej do nanotechnologii.
Cel
Molecular simulation has become an instrumental tool in chemistry, condensed matter physics, molecular biology, materials science, and nanosciences. It will allow to propose de novo design of e.g. new drugs or materials provided that the efficiency of underlying software is accelerated by several orders of magnitude.
The ambition of the EMC2 project is to achieve scientific breakthroughs in this field by gathering the expertise of a multidisciplinary community at the interfaces of four disciplines: mathematics, chemistry, physics, and computer science. It is motivated by the twofold observation that, i) building upon our collaborative work, we have recently been able to gain efficiency factors of up to 3 orders of magnitude for polarizable molecular dynamics in solution of multi-million atom systems, but this is not enough since ii) even larger or more complex systems of major practical interest (such as solvated biosystems or molecules with strongly-correlated electrons) are currently mostly intractable in reasonable clock time. The only way to further improve the efficiency of the solvers, while preserving accuracy, is to develop physically and chemically sound models, mathematically certified and numerically efficient algorithms, and implement them in a robust and scalable way on various architectures (from standard academic or industrial clusters to emerging heterogeneous and exascale architectures).
EMC2 has no equivalent in the world: there is nowhere such a critical number of interdisciplinary researchers already collaborating with the required track records to address this challenge. Under the leadership of the 4 PIs, supported by highly recognized teams from three major institutions in the Paris area, EMC2 will develop disruptive methodological approaches and publicly available simulation tools, and apply them to challenging molecular systems. The project will strongly strengthen the local teams and their synergy enabling decisive progress in the field.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-SyG - Synergy grantInstytucja przyjmująca
75006 Paris
Francja