编者荐语:
以下文章来源于科学中国人 ,作者张方方 刘玉杰
先进材料是高新技术产业的先导和高端制造业的关键基础,是国际高技术竞争的关键领域,是未来工业发展的重要支撑点。所谓“一代材料,一代技术”,随着新材料的研发更迭,一个不得不面对的重要问题也摆在研究者面前,那就是:大多数新材料研发仍在沿用传统的实验试错方法。
汪林望
“很难想象打造一架飞机、一枚火箭,靠的是感觉和经验。”中国科学院半导体研究所资深研究员汪林望表示,“大多数人没有意识到,地球上身边所见的一切物质及其性质,都受到量子力学的控制,都可以通过计算来理解与预测。没有计算,工业生产寸步难行。”
汪林望的研究离不开3个关键词:算法、超算、人工智能。他致力于通过第一性原理计算引领材料研究走向理性设计的康庄大道。“我们利用密度泛函理论,把原有的多体理论变成一个更容易求解的单体理论;再采用精巧的算法,将巨大的计算量降低十倍、百倍。”对他来说,能拿得出手的“宝贝”算法很多,但如何把计算搬到超级计算机上,是打破计算瓶颈的关键所在。汪林望经历过矢量计算、并行计算、异构加速计算等多次变革,他感受到超算的发展是迅速的,每一次硬件改变都要对软件进行相应的优化,最近一次变动,是图形处理器(GPU)的引入。而GPU的兴起,得益于另一股铺天盖地涌来的风潮:人工智能(AI)。
汪林望领衔开发的“PWmat”是世界上最早适配到GPU上的平面波密度泛函软件之一。到2017年前后,他又开始涉足机器学习领域,如今更是领导开发了一个机器学习平台。“机器学习力场的开发,可以在很多问题上大大加速我们做大规模分子动力学模拟的速度。但这个领域还处在起步阶段,新方法层出不穷,它的局限性我们也不完全了解。拥抱新方法不等于盲目跟风炒作,一窝蜂涌上不利于长期稳健的发展。”保持清醒,坚持创新,这才是汪林望的行走准则。
半导体超晶格国家重点实验室半导体第一性原理计算及方法开发课题组
汪林望,中国科学院半导体研究所资深研究员,北京龙讯旷腾科技有限公司创始人兼首席科学家。1985年获上海交通大学物理学学士学位,1991年获美国康奈尔大学物理学博士学位。1992年至1998年先后在美国康奈尔大学物理系和美国再生能源国家实验室从事博士后及研究员工作。1999年至2021年,在美国劳伦斯伯克利国家实验室任研究员及资深研究员。
汪林望主要从事大尺度材料计算的算法研究及应用,在纳米材料、半导体缺陷及低维结构、半导体器件模拟、能源材料、高性能计算等多方面取得了多项具有国际影响力的原创性研究成果。发表《科学引文索引》(SCI)论文400余篇,论文总引用次数达36000余次,H指数为94。2006年当选美国物理学会会士;2008年获得戈登·贝尔奖。
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