QMC@home

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Quantum Monte Carlo At Home (QMC@home) ist ein Projekt, das der Weiterentwicklung der Quanten-Monte-Carlo-Methode hin zur allgemeinen Verwendbarkeit in der Quantenchemie dienen soll. Mit der Hilfe von Freiwilligen auf der ganzen Welt soll Rechenzeit aufgebracht werden, die benötigt wird, um die Möglichkeiten des viel versprechenden, neuen Ansatzes der Quanten-Monte-Carlo-Methode zu testen und weiter zu entwickeln.

Wieso ist das wichtig?

Das Vermögen, molekulare Strukturen und Reaktivität genau vorherzusagen, ist von großer Wichtigkeit für Chemie, Biologie und Medizin. Die Quantenchemie ist die Wissenschaft, über die man zu theoretischem Verständnis dieser Phänomene gelangen kann. Eine sehr vielversprechende neue Methode der Quantenchemie ist Quanten-Monte-Carlo (QMC). Das Projekt QMC@home dient der Weiterentwicklung dieser Methode, hin zur allgemeinen Verwendbarkeit in der Quantenchemie, um Struktur und Reaktivität von für Chemie, Biologie und Medizin wichtigen Molekülen vorherzusagen.

Was ist die Quantentheorie?

Die Quantentheorie ist in der ersten Hälfte des 20sten Jahrhunderts von Planck, Einstein, Bohr, Schrödinger, Born, Heisenberg, Pauli, Dirac und anderen entwickelt worden. Sie ersetzte die Newton'sche Mechanik und die klassische Theorie des Elektromagnetismus, da sie Beobachtungen auf atomarem und subatomaren Niveau erklären konnte, die den klassischen Theorien zuwiderliefen.

Was ist Quantenchemie?

Basierend auf dem theoretischen Fundament der Quantentheorie versucht die Quantenchemie Vorhersagen über alles zu treffen, was von Bedeutung für die Chemie ist. Die Gleichungen der Quantentheorie sind unlösbar komplex für die meisten Systeme mit Bedeutung in der Chemie, deshalb muss auf geschickte Näherungen zurück gegriffen werden, um eine ausreichende Genauigkeit erzielen zu können. Aber auch mit diesen Näherungen benötigt die Berechnung quantenchemischer Probleme große Rechenzeitkapazitäten. Die einzige quantenchemische Methode, die für massiv parallele Rechnungen geeignet ist, ist die Quanten Monte Carlo (QMC) Methode, aber bis heute ist nur wenig bekannt über die Leistungsfähigkeit dieser Methode für chemisch relevante Probleme. In diesem Projekt sollen die Möglichkeiten von QMC für quantenchemische Rechnungen getestet und weiterentwickelt werden.

Was ist Quanten Monte Carlo?

Grundlegend für die Quantenchemie ist die so genannte 'Schrödinger-Gleichung'. Die meisten hochentwickelten Quantenchemie-Methoden versuchen diese Gleichung durch geschickte Näherungen zu lösen. Die am weitesten verbreitete Quanten Monte Carlo (QMC) Methode ist das Fixed Node Diffusion Monte Carlo (FNDMC), eine stochastische Methode zur direkten numerischen Lösung der Schrödinger-Gleichung. Im FNDMC wird die Schrödinger-Gleichung auf einen Diffusions-Prozess abgebildet, der (innerhalb von durch die Knoten einer Testfunktion definierten Volumentelementen) über eine Monte-Carlo-Simulation exakt gelöst werden kann. Da Monte-Carlo-Simulationen auf der Nutzung von Zufallszahlen basieren (deshalb ihr Name), mögen wir die Vorstellung vom Würfelspiel mit den Molekülen. Das Programm, das für die FNDMC-Rechnungen benutzt wird, heißt Amolqc und ist ein von Arne Lüchow et al. entwickeltes QMC-Programm.

Wieso QMC@home?

Quanten-Monte-Carlo (QMC) ist eine großartige Möglichkeit für die Quantenchemie. Aber die QMC-Methode erfordert weitere umfangreiche Tests und fortgesetzte Entwicklungsarbeit. Um die dafür notwendigen Rechenzeitkapazitäten aufzubringen, soll BOINC benutzt werden. Unterstützt von Freiwilligen auf der ganzen Welt soll die Rechenpower aufgebracht werden, die für das Testen und die weitere Entwickelung der QMC-Methode hin zur allgemeinen Anwendbarkeit in der Quantenchemie notwendig ist.

Audio-Beschreibung Ausführliche Audio-Beschreibung des Projekts: BOINCcast

QMC@home Gütesiegel.png
Gütesiegel:
Das Projekt bekam im Februar 2009 das Rechenkraft Gütesiegel. Mit 5 von 5 möglichen Punkten gilt es als absolut empfehlenswert. Die Kriterien sind hier nachzulesen.


Inhalt

Projektübersicht

InfoIcon.png QMC@home
Name QMC@home
Kategorie Chemie
Ziel Weiterentwicklung der Quanten Monte Carlo (QMC) Methode
Kommerziell   nein
Homepage qmcathome.org


 
Germany01.gif     Dieses Projekt wird in Deutschland durchgeführt.


Projektstatus

InfoIcon.png Projektstatus
Status   aktiv
Beginn Dezember 2005
Ende noch aktiv

- Das Ende der Beta-Testphase befindet sich in Vorbereitung -

Projektlinks

Statistiken

Wo Übersicht Top Teams Top User
Projekt Home Page Top Teams Top User
BOINCstats.com Übersicht Top Teams Top User
BOINCsynergy.com Übersicht Top Teams Top User
stats.free-dc.org Übersicht Top Teams Top User
allprojectstats.com Übersicht Top Teams Top User

Clientprogramm

Betriebssysteme

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WU-Informationen

Aktuelle und genaue Details für BOINC-Projekte gibt es bei WUProp.

Name RAM Dauer Deadline Speicherplatz Download Upload Mindestanforderung
QMC@HOME-preRC1 5.01  82,9 MB  1,5 bis 60 h (AMDX2 32bit 3,0 GHz)  2-3 Wochen  MB MB MB {{{mindestanforderung}}} oder besser
QMC@HOME-preRC1 5.01 (windows)  75 MB  1,7 h (IntelCore2 Q9400 @2.66GHz GHz GHz)  2 Wochen  28,82 MB MB MB {{{mindestanforderung}}} oder besser
Die Dauer ist die durchschnittliche Rechenzeit, die auf entsprechender CPU (Taktung in der Klammer) gebraucht wird.
Die Deadline ist die Zeitspanne, in der die Work unit berechnet sein muss.

Screenshots

Installation

QMC@home benutzt die BOINC-Infrastruktur. Die Anmeldung, Installation und Konfiguration sind auf der allgemeinen BOINC-Seite beschrieben.

Hinweis für neuere Linux-Distributionen

Benutzer neuerer Linux-Distributionen produzieren häufiger Berechungsfehler. Dies hängt mit neueren Bibliotheken zusammen, mit denen QMC nichts anfangen kann. Mit einer manuellen Nachinstallation der älteren Bibliotheken dürfte sich das Problem gelegt haben. Link

Bei den meisten Distributionen sind die älteren Bibliotheken unter dem Paket-Namen "compat" zu finden. Wichtig ist insbesondere "libstdc++". Sollten die entsprechenden Pakete nicht über den Paket-Manager zu finden sein, so findet man hier und hier RPMs für verschiedene Distributionen.

Veröffentlichte Versionen

  • 23.03.2007: preRC1exp 5.01 (Windows, Linux)
  • 25.01.2007: preRC1 5.01 (Windows, Linux)
  • 09.06.2006: beta 5.07 (Linux)
  • 06.06.2006: beta 5.06 (Windows)
  • 24.05.2006: beta 5.02 (Linux)
  • 23.05.2006: beta 5.01 (Windows)
  • 16.03.2006: Amolqc-alpha 5.06
  • 28.02.2006: Amolqc-alpha 5.02

Meldungen

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