为什么课堂上讲理论计算，都使用Bohrium做上机教学？

在那个乌云笼罩物理学基础理论的年代，玻尔首次将量子化概念引入到原子结构模型，成功地解释了氢原子光谱，使人类在探索原子内部运动规律的历程中迈出了坚实的一步。由于对于原子结构理论的贡献，玻尔于1922年获得诺贝尔物理学奖。

百年前为纪念玻尔，人类发现的第107号元素被命名为“”（Bohrium）；百年后的今天，深势科技推出微尺度科学计算云平台，取名Bohrium（推荐阅读：一百年前的今天，他推开通往微观世界的大门）。

在人类探索科学奥秘的进程中，无数有名或无名之辈为之作出卓越贡献。从一个科学理论的发现到实践中的应用，任何一个环节的缺失或许都无法推动科学技术前进至今天的阶段。这其中，新理论、新技术、新产品的应用无疑起到了至关重要的作用。

深势科技的微尺度科学计算云平台Bohrium是在对微观世界理性探险中的重要实践成果，Bohrium将在“AI for Science”的时代，助力科学家们推开微观世界的下一扇大门，陪伴探险者们继续实现科学进阶，求解自然之梦，共同推动微观计算模拟的下个百年征程。

DP将分享那些你知道和不知道的Bohrium“故事”。本期为您带来Bohrium系列故事一《为什么课堂上讲理论计算，都使用Bohrium做上机教学》。

近年来随着AI for Science的兴起，越来越多的高校学生开始选择学习理论计算相关的课程。教授课程的老师在欣喜之余，也不得不面对越来越大的备课压力。

“一方面是要把课程准备得更仔细，让一些非理论计算背景的同学也能够听懂，不过这个总体上还比较好解决，只要多花点时间备课就好了；但是，给学生准备上机资源就相当麻烦了。”谈到课程准备的相关细节，中国工程物理研究院研究生院徐贲老师如是说。

很多教学过程中的“困难”恰恰是拖慢教学节奏、影响教学成效的重要因素。

传统理论计算课程的特点是耗费大量时间准备、调试服务器资源。而“计算模拟”是理论计算课程中非常重要的一个部分，学生往往要学习如何使用某些特定的计算模拟软件（比如LAMMPS、CP2K、DeePMD-kit等）在服务器上执行计算任务。

实际上，相关计算软件的安装对初学者来说也有相当高的门槛，所以这部分工作往往落在老师和助教身上。老师和助教花费了很多时间在重复指导学生如何成功在服务器上安装软件，或者自己亲手帮学生一个个配置好服务器环境。面对因为不同原因导致的千奇百怪的软件安装、使用问题，老师和助教又耗费大量时间和学生一起解决安装后续问题。

除了服务器环境配置以外，服务器资源是随之而来让老师头疼的问题。教学对服务器资源的需求，往往是随机或不定的，例如在某几堂课会有大量服务器使用需求（比如讲到计算模拟软件的课程），而在其他时间几乎不用服务器。这样老师好不容易准备的服务器，也并没有被绝对使用，少数需要使用的时间与前期准备的繁琐相比，又显得“性价比”有点低。

“这事以前还能应付，因为班里一般就十几名学生，费点劲一个个解决也行。但是这两年相关课程越来越受到学生欢迎，今年我的课有五十多名学生报名，还是按照往年的方式就不可行了。”徐贲老师解释道。

徐贲老师有点“解脱”地感慨：Bohrium微尺度科学计算云平台解决了老师上课的烦恼。

Bohrium微尺度科学计算云平台设计的初衷之一，就是为理论计算课堂教学提供便利。与此同时，Bohrium在算力、多人协作等方面也做出了创新和优化。

· 开箱即用的环境

首先是在环境配置上，和传统服务器需要用户自己从头安装软件不同。Bohrium采用了容器镜像的技术，助教和老师只需要将教学所需的服务器环境配置好并一键制作镜像，学生就可以直接使用，避免了非常繁琐的环境配置操作。

图1 Bohrium提供微尺度科学计算的完整解决方案

· 充沛灵活的算力

其次在计算资源上，Bohrium允许弹性调度计算资源，且按量付费。这样在不需要服务器的时候，完全没有任何开销；而在大量需要服务器计算资源的时候，Bohrium又可以按照需要保质保量的提供（CPU、GPU资源），非常适合教学中对服务器使用时间分布不均匀的情况。

图2 Bohrium计算资源清单

· 教学场景多人协作

在即将上线的Bohrium新版本中，深势对教学场景做出了特定的优化。包括老师和助教可以通过设置项目预算的方式来防止个别同学对服务器资源的不合理使用；老师和助教可以直接登录学员节点帮助快速操作；学员可以在Bohrium上直接提交作业等等。

Bohrium作为微尺度科学计算云平台中的优秀产品，致力于成为科研界微尺度科学计算的首选工具箱，希望通过对从理论到实践、从需求到解决方案的不断优化和理解，深耕理论计算领域，做最方便老师教学的平台、最方便学者科研的平台，让教师从此有更多精力专注于教学，让学者从此有更多精力专注于科研，解放科学家们的生产力。

关于Bohrium

Bohrium是深势科技打造的微尺度科学计算云平台，深度优化第一性原理计算、分子动力学等微尺度科学计算算法与软件，提供海量高性能算力与高效便捷的计算模拟环境。Bohrium致力于打造团队协作式的科研平台，以赋能微尺度科学研究与工业设计。

Bohrium官方网站：https://bohrium.dp.tech/

关于深势

深势科技是“AI for Science”科学研究范式的先行者，致力于运用人工智能和分子模拟算法，结合先进计算手段求解重要科学问题，为人类文明最基础的生物医药、能源、材料和信息科学与工程研究打造新一代微尺度工业设计和仿真平台。

我们开创性地提出了「多尺度建模+机器学习+高性能计算」的革命性科学研究新范式，开发出新一代人工智能分子模拟技术。其基于第一性原理的计算数据，通过深度神经网络对原子相互作用势能进行参数化，构建了能够有效克服“维数灾难”的模型，解决了微尺度分子模拟中精度与效率难以兼顾的问题，突破性地实现了精度与效率的统一。

深势科技推出的Hermite®药物计算设计平台、Bohrium微尺度科学计算云平台以及Lebesgue高性能任务调度与算力编排平台等微尺度工业设计基础设施，颠覆了现有研发范式，打造“计算指导实验、实验反馈设计”的全新范式，为药物、材料领域带来极具突破性的计算模拟及设计工具。

深势科技是国家高新技术企业、北京市“专精特新”中小企业，总部位于北京，同时拥有约2000平米的科研办公场地及1500平米的生物实验室，并在上海、深圳、海口等城市布局研发中心。科研技术团队由中国科学院院士领衔，汇集了近百名数学、物理、化学、生物、材料、计算机等多个领域的优秀青年科学家和工程师，其中公司的博士及博士后占比超过35%。核心成员获得过2020年全球计算机高性能计算领域的最高奖项“戈登贝尔奖”，相关工作当选2020年中国十大科技进展和全球AI领域十大技术突破。

深势科技深耕“AI for Science”领域，创新性地融合了跨尺度建模、高效采样、高性能计算等技术，在保持量子力学精度准确性的基础上，将分子动力学的计算速度提升了数个数量级，从而解决药物和材料的微观计算模拟难题。

深势诚邀有志之士，加入我们的“星途”家族：

你将与古往今来的“万千星辰”交相呼应，共创星辉；

你将与我们一同探索新理论、发现新技术、创造新产品；

在“AI for Science”的时代，深势希望助力科学“探险者”们见微知著、洞见未来。

未来虽远，前行必达，青春欲启，梦想莫待。

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