计算机模拟材料可不可靠？让科学家告诉你答案!

材料牛注：现在材料的发展已经向着计算材料的方向发展，按照人们的设想创造出我们所需的材料但现在处于计算机模拟阶段，那模拟出来的数据到底可不可靠呢？让从事这项科学研究的皇家霍洛威学院物理学家们告诉你答案。

“证明计算机模拟计算材料的可靠性”是皇家霍洛威学院物理学家们一直在努力的方向,现在他们已经完成了对计算材料模拟的强有力的证明。

现在社会对新材料需求的不断增加,电池在移动设备上使用更广泛；催化剂让光电池能量转换效率更高……这些需求推动着技术的进步，这一点一滴的改变显示着计算机模拟在原子量级的设计中发挥着越来越重要的作用。

这支国际团队提出了一个问题：“计算机模拟的可信度究竟有多少呢？”如果我们在寻求探索的所有领域都能取得快速进展，，那么我们需要确信世界各地的研究人员和工程师们可以依赖相同的研究结果，可重复性是科学技术进步的垫脚石,同样的实验,不同的人做得到同样的结果,才是识别科学实验是否具有独立性的金科玉律,从而产生新见解和新技术。然而，最近的一些研究指出，这种重复性并不是理所当然的。

在过去的几年里, 在科学界中已经出现越来越多的警报，有些研究结果不具有重复性。甚至用不同的软件做相同的物理预测，我们都需要谨慎，因为理论模型实现的方式可能会影响仿真结果。

对于研究和设计材料来说，有几个独立的软件可以提供基于量子物理的模拟与仿真。英国最主要的材料仿真软件“CASTEP”是由皇家霍洛威学院与牛津大学，剑桥大学，杜伦大学以及纽约大学和科学与技术设施委员会合作研发的。CASTEP中的代码通过极少的人力运用在自动化过程中，在材料信息学的新领域崭露头角。所以有必要知道运用这些软件代码编写出来的程序能够在多大程度上预测材料性能。

尽管准确地预测材料性质的需要仍然存在，但是由于量子模拟的可重复性之前已经没有系统地研究下去了。因此皇家霍洛威学院物理系的科学家们与来自英国以及世界其他国家的60多位研究者们一同合作,汇集了30多个知名机构的技术力量。

在他们已发表在Science上的文章中说道,他们已经测试了40个不同的软件来描述在71个不同的晶体中压力的影响。

由于这是一个国际化的团队，讨论和协作都是在线进行 — — 就像人们合作写维基百科一样,相互补充,逐渐完整。团队现在可以证实，虽然一些老的软件相互之间有很大的不同，但是用最近的代码做的预测却几乎完全相同。此外，他们还通过自己庞大的数据库制订了质量指标对未来软件发展进行核实。得到的新的测试数据不断添加到一个公开可用的网站上。

原文参考链接：Scientists prove reliability of quantum simulations for materials design

感谢材料人编辑部王宇提供素材