聚合物分子动力学软件PyGAMD及在国产异构计算平台的适配

【目的】分子动力学模拟是研究微/介观尺度下物质内部运动和相互作用的强大工具,使科研人员可以观察到实验难以捕捉的细节。开发并优化分子动力学模拟软件可以使科研人员能够分析和预测复杂系统的微观行为,推动材料和医药等领域的科学发现与创新。【方法】传统的分子动力学模拟软件主要基于Fortran、C或C++等编程语言开发,其复杂的代码结构使得大多数用户难以增加新的功能。为此,我们汲取自主开发聚合物分子动力学模拟软件的经验,基于解释型语言Python开发了分子动力学模拟解释器PyGAMD。【结果】该解释器支持用户自定义分子动力学模拟功能,还包括了聚合物建模工具、异构加速库、数据处理等工具,用户可以通过PyGAMD轻松组合所需模块完成分子动力学模拟工作。在计算效率方面,PyGAMD的表现在多数场合都非常出色。未来,PyGAMD的发展将侧重于构建高度自由的多模块化框架,同时开发机器学习势能和细粒化等功能。