亞馬遜云科技發布開源軟件Palace 輔助量子計算硬件開發

北京2023年3月10日 /美通社/ -- 日前，亞馬遜云科技推出輔助量子計算硬件開發的開源軟件Palace，即PAralel、LArge-scale Computational Electromagnetics（并行大規模計算電磁學），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算中心使用Palace執行復雜電磁模型的大規模三維模擬，用來支持其量子計算硬件的設計。在設計過程中，亞馬遜云科技利用了高性能計算（HPC）產品和服務來保證Palace具有云的可擴展性和彈性。

亞馬遜云科技在GitHub上免費提供Palace，讓其作為電磁建模工作負載的開源項目，讓除了量子計算用戶之外，其他使用自己筆記本電腦或者超級計算機等各種設備的用戶也都可以運行它。Palace的開源進一步豐富了基于云的數值模擬和HPC，這使得用戶在定制化解決方案和模擬服務的云基礎架構方面有更多選擇。

計算建模通常需要科學家和工程師在模型保真度、執行時間 (wall-clock time)和計算資源之間做出取舍。隨著基于云的HPC不斷發展，世界各地的科學家和工程師已經可以使用超級計算機的力量。現在，用戶希望能進一步加速現有的模擬工作負載，進而模擬更大、更復雜的模型。 

為了保證最先進的性能，Palace使用了來自科學計算社區的可擴展算法和實現，以及計算基礎設施的最新進展。這包括在亞馬遜云科技上用于快速聯網的Amazon Elastic Fabric Adapter（Amazon EFA），HPC優化的Amazon Elastic Compute Cloud（Amazon EC2）實例。這些實例采用了Intel的定制處理器或具有極佳性價比的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來并行執行任意數量的模擬來探索大型的參數空間。

目前針對計算物理的廣泛應用已經有很多高性能的開源工具，但用于大規模并行、基于有限元的計算電磁學的開源解決方案卻非常有限，這也是亞馬遜云科技構建Palace的原因之一。Palace支持了范圍廣泛的模擬類型：本征模分析、頻域和時域的驅動模擬，以及用于集總參數提取的靜電和靜磁模擬。作為一個開源項目，開發人員可以隨意擴展Palace，添加新的功能來解決行業相關問題。Palace的大部分功能是通過MFEM有限元離散庫實現的，該庫支持高性能、可擴展的有限元研究和應用程序開發。

用戶可以通過亞馬遜云科技支持的Amazon ParallelCluster來使用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。