QMC@home

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Quantum Monte Carlo

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URL du projet : http://qah.uni-muenster.de/

Systèmes d'exploitation : Linux, Windows

Chimie quantique , Université de Münster
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Résultats :

Les molécules analysées

Vers la Résolution de l'Equation de Schrödinger Electronique pour les Interactions Moléculaires Non-covalentes: Calculs Monte Carlo Quantique à l'Aide de l'Informatique Distribuée


Les interactions entre les molécules sont importantes dans pratiquement toutes nos actions de la vie quotidienne. La structure et les interactions entre les molécules peuvent être prévues par la chimie quantique, mais les solutions pour résoudre ces équations sont extrêmement complexes et exigent d'énormes moyens en puissance de calcul. Dans notre projet nous voulons mobiliser la puissance de calcul nécessaire pour développer la méthode très prometteuse de Quantum Monte Carlo (QMC) pour un usage général en chimie quantique.

 

Unités actuelles : Effets d'empilement

Avec ces calculs, nous voulons nous faire une idée des différents effets d'empilement pour des systèmes saturés et insaturés.

Le nom de ces unités est construit de la manière suivante : *_nm/nd/dm/dd/ad/adb/agd_hexadeca/anthracene.*

QMCQMC2QMC3

QMC4QMC5QMC6


Unités actuelles 2 : réaction d'isomérisation (Conversion d'une molécule chimique en un de ses isomères)

Avec cette recherches sur les réactions d'isomérisation, nous espérons en apprendre plus sur ce que l'on appelle l'erreur des noeuds fixés (fixed node error). Cette erreur est l'une des principale limite de la méthode QMC.

Le nom de ces unités est construit de la manière suivante : one/two/three_e(duct)/p(roduct)NUMBER_isomerexp

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Ecran de veille , disponible depuis le 22 Mai 2006

Sans compter

... que vous êtes directement impliqués dans l'un des domaines les plus prometteurs de la recherche scientifique, vous pouvez obtenir un maximum d'amusement avec notre écran de veille.

L'écran de veille

... montre la molécule ainsi que l'énergie calculée actuellement par votre ordinateur. Vous pouvez faire tourner la molécule et vous en rapprocher ou vous en éloigner ; obtenir des informations complémentaires sur la molécule et savoir pourquoi elle est importante pour nous

Capture d'écran :

  1. Une image interactive de la molécule (vous pouvez la faire tourner).
  2. Le nom de la molécule, et pourquoi elle est importante pour nous.
  3. Une légende renseignant sur les atomes composant la molécule à l'image.
  4. Actualités, conseils, informations et autres.
  5. A chaque étape de la simulation, vous voyez apparaitre l'énergie calculée.
  6. Renseignements sur votre compte et sur l'unité en cours de calcul.

 


Nous vivons...

... Dans un monde remplis de molécules :  les molécules constituent notre corps et les réactions entre les molécules génére le phénomène essentiel derrière tous les processus de la vie. Nous respirons, mangeons et portons des molécules chaque jour.

En sachant ceci ...

... On peut imaginer l'importance considérable que revêt la connaissance de la structure moléculaire mais aussi l'utilité de pouvoir faire des prédictions précises sur la réactivité moléculaire.

Théorie Quantique

- Théoriquement, elle nous permet de prévoir la structure et la réactivité de toutes les molécules, mais les équations de la théorie Quantique deviennent assez complexes avec l'augmentation de la taille du système concerné. Des solutions analytiques exactes sont possibles seulement pour les systèmes les plus petits mais pour la plupart des molécules qui nous intéressent en chimie et en sciences de la vie aucune solution n'est encore connue.

La Chimie Quantique

- Est la science qui invente des approximations judicieuses à la Théorie Quantique pour prévoir l'information moléculaire avec une haute exactitude. Néanmoins, en chimie quantique, la résolution d'équations même approximatives pour des systèmes réels exige une énorme puissance de calcul.

Quantum Monte Carlo (QMC)


- Est une méthode extrêmement prometteuse et récente dans le domaine de la Chimie Quantique. Un des avantages principaux de QMC est sa capacité à exécuter massivement des calculs parallèles, qui peuvent être utilisés pour élargir l'étendue des systèmes calculables en distribuant le travail sur des centaines ou même des milliers de processeurs.

Quantum Monte Carlo At Home (QMC@HOME)


- est un projet conçu pour développer en profondeur la méthode de Quantum Monte Carlo pour une utilisation générale en Chimie Quantique. Avec l'aide de volontaires du monde entier nous voulons mobiliser la puissance de calcul nécessaire pour examiner et développer en profondeur les nouvelles approches prometteuses de Quantum Monte Carlo.

 

Quel est l'utilité du projet ?

La capacité à prévoir de façon exacte la structure et la réactivité moléculaires est d'une importance considérable en chimie et en sciences de vie. La chimie quantique est un domaine essentiel de la recherche théorique sur ces phénomènes. Une nouvelle méthode très prometteuse de chimie quantique est Quantum Monte Carlo (QMC). Notre projet Quantum Monte Carlo at Home (QMC@HOME) est consacré au développement de QMC pour un usage général en chimie quantique, dans le but de prévoir la structure et la réactivité des molécules les plus courament utilisées en chimie et en sciences de vie.

Qu'est ce que la Théorie Quantique ?

La théorie Quantique a été développée dans la première moitié du XX ème siècle par Planck, Einstein, Bohr, Schrödinger, Born, Heißenberg, Pauli, Dirac et bien d'autres. Elle a remplacé la mécanique newtonienne et l'électromagnétisme classique, elle est capable d'expliquer les observations aux niveaux atomique et subatomique qui ne pourraient pas être expliqués par les théories classiques.

Vous pouvez retrouver plus d'informations sur Wikipédia : Théorie Quantique

 

Qu'est ce que la Chimie Quantique ?

Basé sur les fondements de la théorie quantique, la chimie quantique essaye de donner des prévisions sur tout ce qui est important en chimie. En Chimie, les équations de la théorie quantique sont pour la plupart insurmontables, des approximations judicieuses doivent donc être réalisées. Même avec ces approximations, les calculs de chimie quantique ont besoin de beaucoup de puissance de calcul. La seule méthode de chimie quantique qui convienne au calcul distribué est Quantum Monte Carlo (QMC), mais jusqu'ici, peu de choses sont connues au sujet de la mise en pratique de QMC pour des problèmes réels. Dans notre projet nous voulons examiner et développer de façon plus précise les capacités de QMC pour les calculs en chimie quantique.

Vous pouvez retrouver plus d'informations sur Wikipédia : Chimie Quantique

Quel est la méthode utilisée par Quantum Monte Carlo ?

L'équation dite 'de Schrödinger' est centrale dans le domaine de la chimie quantique. La plupart des méthodes en chimie quantique tentent de résoudre cette équation en utilisant des approximations judicieuses. La version la plus commune de Quantum Monte Carlo (QMC) est la Fixed Node Diffusion Monte Carlo (FNDMC ou méthode Monte Carlo avec une approximation des noeuds fixes), une méthode stochastique pour "résoudre" l'équation de Schrödinger. Dans FNDMC, l'équation de Schrödinger est liée à un processus de diffusion qui est résolu de façon exacte (dans des proportions définis par les noeuds d'une fonction d'essai) via une simulation Monte Carlo. Les simulations Monte Carlo utilisent de façon répété les nombres aléatoires (d'où leur nom), nous aimons à penser que nous jouons aux dés avec les molécules. Le programme que nous utilisons pour nos calculs de FNDMC s'appelle Amolqc, un programme de QMC mis au point par Arne Lüchow et al.

Vous pouvez retrouver plus d'information sur Wikipédia : Equation de Schrödinger , Méthode de Monte-Carlo

En savoir plus sur Amolqc : Lüchow Group


Pourquoi QMC@HOME ?

Quantum Monte Carlo (QMC) ouvre de nombreuses perspectives pour la chimie Quantique. Mais QMC a besoin d'essais et d'un développement en prfondeur. Pour mobiliser la puissance de calcul nécessaire nous avons décidé d'employer le logiciel de calcul partagé BOINC pour faire fonctionner QMC@HOME. Avec l'aide de volontaires partout dans le monde nous voulons mobiliser la puissance de calcul nécessaire avec comme objectif d'examiner et développer QMC pour une utilisation générale en chimie Quantique.

Vous pouvez retrouver plus d'information sur Wikipédia : BOINC

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