多學科交叉融合的科研時代,分子動力學(MD)模擬已成為化學、生物醫藥、材料科學等領域不可或缺的工具。然而,傳統MD軟件長期依賴國外技術,且面對大規模復雜體系模擬時,算力與效率瓶頸日益凸顯。在此背景下,并行科技攜手北京大學化學與分子學院高毅勤教授團隊、深圳灣實驗室系統物理生物學所楊奕課題組,成功完成國產分子動力學模擬引擎SPONGE的云端部署,標志著我國在自主可控的高性能計算與分子模擬領域取得重要突破。
強強聯合:技術自主化與算力升級的雙重突破
此次合作中,北京大學與深圳灣實驗室主導SPONGE核心算法研發,其創新的GPU加速技術及AI驅動的增強采樣方法(如元動力學、深度學習潛力集成等),顯著提升了模擬精度與速度;并行科技則依托其強大的云端算力平臺,為SPONGE提供高性能計算資源支持,使其能夠高效處理超大規模分子體系(如蛋白質-配體相互作用、納米材料表面動力學等場景),同時支持多任務并行計算,大幅降低科研成本與時間。
這一合作不僅填補了國產MD軟件在云端高性能計算領域的空白,更通過技術開源與模塊化設計(如MindSPONGE與華為MindSpore框架深度結合),為跨學科研究提供了靈活擴展的解決方案。

操作步驟一:并行云桌面登錄界面

操作步驟二:點擊SPONGE

步驟三:按需在SPONGE作業列表界面進行相關作業操作

步驟四:選擇作業規模并提交
用戶收益:從科研到產業的全鏈條賦能
1. 效率躍升:
SPONGE的GPU加速技術使模擬速度提升10倍以上,結合云端彈性算力,用戶可快速完成傳統需數周的計算任務,尤其適用于藥物發現、新材料設計等時效性強的領域。
2. 精度與功能擴展:
與國外主流軟件(如Amber)精度持平,且支持復雜體系(如生物大分子、特殊材料表面)的定制化模擬,滿足前沿研究需求。
3. 成本優化:
云端部署無需本地高性能硬件投入,按需付費模式降低中小團隊使用門檻,助力普惠科研。
4. 生態開放:
模塊化設計(CudaSPONGE、MindSPONGE、Xponge)支持與深度學習、分子對接工具(如DSDP)無縫集成,推動AI for Science的深度融合。
案例實證:SPONGE的多元應用場景
-生物醫藥:精準模擬蛋白質構象變化,加速靶向藥物篩選;
-材料科學:解析納米材料表面動力學行為,指導高性能材料開發;
-教育領域:開源特性助力高校教學與科研訓練,培養交叉學科人才。

SPONGE與國外主流軟件Amber計算精度上無顯著差異
SPONGE在生物大分子體系模擬表現良好

SPOGNE甚至可以用于一些特殊材料體系表面信息的定制化計算
SPONGE的云端部署不僅是國產科研軟件向“云上科研”發展的又一次有力實踐,更展現了并行科技致力于算力行業產學研多元合作的核心價值——通過技術自主化與算力資源整合,為科研機構與企業提供高效、靈活、低成本的分子模擬工具。
未來,隨著算法與算力的持續迭代,SPONGE有望成為MD模擬領域的重要參與者,推動我國在生物醫藥、新材料等戰略產業的核心競爭力提升。
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