亚马逊云科技发布开源软件Palace 辅助量子计算硬件开发

北京——2023年3月10日， 日前，亚马逊云科技推出辅助量子计算硬件开发的开源软件Palace，即PAralel、LArge-scale Computational Electromagnetics(并行大规模计算电磁学)，用于全波电磁模拟的并行有限元软件。亚马逊云科技在其量子计算中心使用Palace执行复杂电磁模型的大规模三维模拟，用来支持其量子计算硬件的设计。在设计过程中，亚马逊云科技利用了高性能计算(HPC)产品和服务来保证Palace具有云的可扩展性和弹性。

亚马逊云科技在GitHub上免费提供Palace，让其作为电磁建模工作负载的开源项目，让除了量子计算用户之外，其他使用自己笔记本电脑或者超级计算机等各种设备的用户也都可以运行它。Palace的开源进一步丰富了基于云的数值模拟和HPC，这使得用户在定制化解决方案和模拟服务的云基础架构方面有更多选择。

计算建模通常需要科学家和工程师在模型保真度、执行时间 (wall-clock time)和计算资源之间做出取舍。随着基于云的HPC不断发展，世界各地的科学家和工程师已经可以使用超级计算机的力量。现在，用户希望能进一步加速现有的模拟工作负载，进而模拟更大、更复杂的模型。

为了保证最先进的性能，Palace使用了来自科学计算社区的可扩展算法和实现，以及计算基础设施的最新进展。这包括在亚马逊云科技上用于快速联网的Amazon Elastic Fabric Adapter(Amazon EFA)，HPC优化的Amazon Elastic Compute Cloud(Amazon EC2)实例。这些实例采用了Intel的定制处理器或具有极佳性价比的Amazon Graviton处理器。作为开源软件，Palace还允许用户在不受专有软件许可模型约束的情况下，利用基于云的HPC来并行执行任意数量的模拟来探索大型的参数空间。

目前针对计算物理的广泛应用已经有很多高性能的开源工具，但用于大规模并行、基于有限元的计算电磁学的开源解决方案却非常有限，这也是亚马逊云科技构建Palace的原因之一。Palace支持了范围广泛的模拟类型：本征模分析、频域和时域的驱动模拟，以及用于集总参数提取的静电和静磁模拟。作为一个开源项目，开发人员可以随意扩展Palace，添加新的功能来解决行业相关问题。Palace的大部分功能是通过MFEM有限元离散库实现的，该库支持高性能、可扩展的有限元研究和应用程序开发。

用户可以通过亚马逊云科技支持的Amazon ParallelCluster来使用Palace。用户可以参考Spack on Amazon ParallelCluster教程，然后使用Spack包管理器安装Palace。