亞馬遜云科技發(fā)布開源軟件Palace 輔助量子計(jì)算硬件開發(fā)

北京——2023年3月10日， 日前，亞馬遜云科技推出輔助量子計(jì)算硬件開發(fā)的開源軟件Palace，即PAralel、LArge-scale Computational Electromagnetics(并行大規(guī)模計(jì)算電磁學(xué))，用于全波電磁模擬的并行有限元軟件。亞馬遜云科技在其量子計(jì)算中心使用Palace執(zhí)行復(fù)雜電磁模型的大規(guī)模三維模擬，用來(lái)支持其量子計(jì)算硬件的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，亞馬遜云科技利用了高性能計(jì)算(HPC)產(chǎn)品和服務(wù)來(lái)保證Palace具有云的可擴(kuò)展性和彈性。

亞馬遜云科技在GitHub上免費(fèi)提供Palace，讓其作為電磁建模工作負(fù)載的開源項(xiàng)目，讓除了量子計(jì)算用戶之外，其他使用自己筆記本電腦或者超級(jí)計(jì)算機(jī)等各種設(shè)備的用戶也都可以運(yùn)行它。Palace的開源進(jìn)一步豐富了基于云的數(shù)值模擬和HPC，這使得用戶在定制化解決方案和模擬服務(wù)的云基礎(chǔ)架構(gòu)方面有更多選擇。

計(jì)算建模通常需要科學(xué)家和工程師在模型保真度、執(zhí)行時(shí)間 (wall-clock time)和計(jì)算資源之間做出取舍。隨著基于云的HPC不斷發(fā)展，世界各地的科學(xué)家和工程師已經(jīng)可以使用超級(jí)計(jì)算機(jī)的力量?，F(xiàn)在，用戶希望能進(jìn)一步加速現(xiàn)有的模擬工作負(fù)載，進(jìn)而模擬更大、更復(fù)雜的模型。

為了保證最先進(jìn)的性能，Palace使用了來(lái)自科學(xué)計(jì)算社區(qū)的可擴(kuò)展算法和實(shí)現(xiàn)，以及計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的最新進(jìn)展。這包括在亞馬遜云科技上用于快速聯(lián)網(wǎng)的Amazon Elastic Fabric Adapter(Amazon EFA)，HPC優(yōu)化的Amazon Elastic Compute Cloud(Amazon EC2)實(shí)例。這些實(shí)例采用了Intel的定制處理器或具有極佳性價(jià)比的Amazon Graviton處理器。作為開源軟件，Palace還允許用戶在不受專有軟件許可模型約束的情況下，利用基于云的HPC來(lái)并行執(zhí)行任意數(shù)量的模擬來(lái)探索大型的參數(shù)空間。

目前針對(duì)計(jì)算物理的廣泛應(yīng)用已經(jīng)有很多高性能的開源工具，但用于大規(guī)模并行、基于有限元的計(jì)算電磁學(xué)的開源解決方案卻非常有限，這也是亞馬遜云科技構(gòu)建Palace的原因之一。Palace支持了范圍廣泛的模擬類型：本征模分析、頻域和時(shí)域的驅(qū)動(dòng)模擬，以及用于集總參數(shù)提取的靜電和靜磁模擬。作為一個(gè)開源項(xiàng)目，開發(fā)人員可以隨意擴(kuò)展Palace，添加新的功能來(lái)解決行業(yè)相關(guān)問題。Palace的大部分功能是通過MFEM有限元離散庫(kù)實(shí)現(xiàn)的，該庫(kù)支持高性能、可擴(kuò)展的有限元研究和應(yīng)用程序開發(fā)。

用戶可以通過亞馬遜云科技支持的Amazon ParallelCluster來(lái)使用Palace。用戶可以參考Spack on Amazon ParallelCluster教程，然后使用Spack包管理器安裝Palace。