ijn onderzoek kan worden onderverdeeld in drie belangrijke thema's die hieronder kort worden besproken.
Subsyteem Methoden gebaseerd op Dichtheidsfunctionaaltheorie
In dit programma ontwikkelen en passen we subsystembenaderingen toe die verschillende kwantum- en klassieke mechanische methoden verbinden. Met behulp van de dichtheidsfunctionaaltheorie (DFT) als unificerende theorie, werken we aan methoden waarbij lokale elektronische eigenschappen worden berekend met nauwkeurige gekoppelde cluster-methoden, terwijl de elektronische structuur van de omgeving wordt behandeld met een DFT- of benaderende DFT-aanpak. Dit versnelt niet alleen berekeningen met een factor van orde, maar behoudt ook een lokaal beeld dat de overdracht van resultaten naar model Hamiltoniaanse benaderingen vergemakkelijkt. Dit maakt multischalige benaderingen mogelijk voor de modellering van complexe systemen in een breed scala van onderzoeksgebieden; voorbeelden zijn enzymatische katalyse, virtuele screening van farmaceutisch actieve verbindingen en lichtopvang, waarbij respectievelijk reactiesnelheden, bindingsaffiniteiten en excitonische koppelingen de input vormen voor modellen die op hogere lengte- en tijdschalen worden gebruikt.
Verminderen van de tijd tot oplossing van computermodellen
In dit onderzoeksveld werk ik nauw samen met het interne SCM-bedrijf en computerwetenschappers om de snelheid en numerieke nauwkeurigheid van DFT-gebaseerde modellering te verbeteren. We hebben onlangs onze op Python gebaseerde scriptomgeving voor multischalige computationele workflows uitgebreid om automatisch parallelisme te benutten. Dit maakt gebruik van de relatief goedkope middelen die beschikbaar zijn in rekengroepen.
Om de tijd die aan individuele berekeningen wordt besteed te verkorten, werken we bovendien samen met Oak Ridge National Laboratory om algoritmen te ontwikkelen die kunnen opschalen naar de duizenden processorcores die beschikbaar zijn in de volgende generatie supercomputers. Dit wordt gecombineerd met de ontwikkeling van algoritmen die geschikt zijn voor GPU-versnelling, zoals die worden aangetroffen in zowel supercomputers als desktopcomputers.
Een spannend nieuw onderzoeksveld in dit domein betreft het onderzoeken van kwantumchemie-algoritmen die kunnen worden uitgevoerd op kwantumcomputers. Hierbij overwegen we samengestelde methoden waarbij een anders onoplosbaar elektroncorrelatieprobleem kan worden opgelost met behulp van een kwantumcomputer, terwijl een ander deel van de berekening wordt uitgevoerd met een conventionele computer.
Klik hier om terug te gaan naar de onderzoeksgroep Theoretische Chemie
