你知道月球是怎麼形成的嗎？廣為流傳的大碰撞理論又是怎麼模擬出來的？近日，成都超算中心聯合成都理工大學行星科學中心，共同揭開月球大碰撞理論背後的神秘面紗。

    依託超算算力資源

    首次開展高解像度的SPH大碰撞模擬

    關於月球的形成，「大碰撞說」認為，在大約44億年前，有一個火星大小的物體撞擊了剛剛形成不久的地球，撞擊後，來自這顆行星和地球的大量物質被濺射到太空中，最終聚集形成了月球。

    大碰撞事件不僅僅形成了月球，同時也確定了地球初始的熱-物理-化學狀態，因此開展大碰撞模擬研究不僅可以幫助人類了解月球是如何形成的，更是理解地月系統最早期演化的鑰匙。

    據悉，成都理工大學行星科學中心週遊副教授帶領的團隊，突破了月球形成的大碰撞模擬的技術瓶頸，在全國首次開展了基於SPH（光滑粒子流體動力學）方法的行星形成大碰撞模擬研究工作。近期，週遊團隊依託成都超算中心算力資源， 對月球形成進行了超高分辨的大碰撞模擬。

    「成都超算中心對我們這次開展高解像度模擬起到了重要的幫助，中心具有良好的硬件設備，並且工程師對軟件和硬件的適配具有豐富的經驗。」週遊介紹，在成都超算中心平台基礎上，團隊在國內首次開展了高解像度的SPH大碰撞模擬，解像度達到了1200萬粒子，提高了團隊整體計算效率，超大的存儲空間也便於輸出模擬中更多的細節。

    讓人驚喜的是，超算這次不僅能「上天」，還可以「下地」。

    不再依賴國外技術

    首次研發出國產化適配模型

    8月16日，成都近日印發《打造更高水平「天府糧倉」成都片區的實施方案》（以下簡稱《實施方案》）。根據《實施方案》，成都力爭通過3年努力，提升建設1個十萬畝糧油產業帶、10個以上十萬畝糧油產業園區、100個萬畝糧經複合產業片 (園)區，打造形成農田標準化、土地股份化、生產規模化、品種優質化、全程機械化、主體職業化、服務社會化、產品品牌化、管理數碼化、效益多元化「十化同步」的新時代更高水平「天府糧倉」核心區。

    為實施農業科技增值行動，提高糧食生產的科技含量，成都超算中心聯合四川農業大學農學院進行了小麥bHLH轉錄因子PGS1調控種子發育影響產量的分子機制解析，為將來培育高產高質小麥材料提供理論依據和備選基因。

    「傳統研究方式費時費力，且花費巨大。」研究人員表示：「傳統研究只能通過實驗的方法來獲得目標基因的蛋白結構，而有了超算中心的蛋白預測技術支持，我們可以在短期內獲得較高精度的基因蛋白預測3D結構，幫助我們從結構的角度解析基因功能。」於是，在Alphafold2的幫助下，超算團隊成功預測出基因的蛋白結構，以及提前預測各個結構的功能，為後續研究提供了大量的數據基礎。

    為了將這項技術更好地運用到生活中，國家超算成都中心還與百度合作，基於百度飛槳螺旋槳PaddleHelix平台，依據國際公認的開源項目Alphafold2，研發出國產化DCU蛋白質結構預測推理模型，從而讓人類有機會從更深層次詮釋生命體的構成和運作變化規律，全面揭示生命運行、發展機制，激發生物科學、藥物研發、合成生物學等方面的發展，為我國生命科學發展帶來了更多新的可能。

    成都超算中心技術工程師向玉開表示：「生物計算-蛋白質結構預測Alphafold2模型基於深度神經網絡預測蛋白質結構，能夠根據輸入的氨基酸序列快速計算生成高精度的蛋白質三維結構，極大地提升了獲取蛋白質結構的效率，並使預測結果達到實際應用的精度要求。」（記者 付莉莉）

    頂圖：國家超算成都中心 攝影周勇良