NVIDIA hat mit beschleunigten Rechenpipelines und künstlicher Intelligenz (KI) einen entscheidenden Schritt in der Materialforschung vorangetrieben, wie auf der SC25-Konferenz in St. Louis vorgestellt wurde. Die Technologie ermöglicht es Wissenschaftlern, neue Materialien für zukunftsweisende Anwendungen wie flüssigkeitsgekühlte Rechenzentren, hochauflösende Displays und langlebige Batterien schneller und effizienter zu entdecken. Zentrale Bausteine sind die NVIDIA ALCHEMI-Plattform – ein Set an Microservices und Tools für Chemie und Materialwissenschaft – sowie die Holoscan-Plattform für Echtzeit-Sensorverarbeitung. Im NVIDIA-Messestand demonstrierten Forscher des Brookhaven National Laboratory, wie die Holoscan-Technologie die Nanoskala-Imaging-Genauigkeit unter 10 Nanometer erreicht, indem sie Daten aus dem NSLS-II-Synchrotron in Echtzeit verarbeitet. Dies ermöglicht es, während einer Messung sofortige Erkenntnisse zu gewinnen, Regionen von Interesse zu identifizieren und die Eigenschaftsentwicklung in Echtzeit zu beobachten – ein entscheidender Vorteil für die experimentelle Planung. Die Effizienzsteigerung reduziert zudem die Betriebskosten teurer Geräte, da mehr Experimente pro Zeiteinheit durchgeführt werden können. Parallel dazu nutzen Unternehmen wie der japanische Energiekonzern ENEOS und der US-amerikanische OLED-Spezialist Universal Display Corporation (UDC) die ALCHEMI-Microservices. ENEOS setzt die KI-basierten Simulationswerkzeuge für konformer Suche und molekulare Dynamik ein, um neue Flüssigkeiten für die Immersion-Kühlung und Katalysatoren für die Wasserstoffproduktion zu finden. Mit ALCHEMI konnten die Forscher innerhalb weniger Wochen bis zu 10 Millionen Kühlmittel- und 100 Millionen Katalysatorkandidaten prüfen – mindestens zehnmal mehr als mit herkömmlichen Methoden. Die schnelle Verarbeitung ermöglicht es, sich stärker auf die Analyse und Optimierung der besten Kandidaten zu konzentrieren. UDC hingegen nutzt die Technologie, um neue OLED-Materialien mit besserer Energieeffizienz, präziser Farbtonregelung und langer Lebensdauer zu entwickeln. Die Zahl der möglichen Moleküle ist astronomisch groß – etwa 10¹⁰⁰ – doch mit GPU-beschleunigter KI-Suche kann UDC nun Milliarden Kandidaten bis zu 10.000-mal schneller bewerten als mit klassischen CPUs. Die anschließende molekulare Dynamik-Simulation läuft bis zu zehnmal schneller, wodurch Simulationszeiten von Tagen auf Sekunden reduziert werden. Industrieexperten sehen in der NVIDIA-Plattform eine Transformation der Materialforschung. Die Kombination aus Hochleistungsrechnen, KI und Edge-Verarbeitung ermöglicht nicht nur Geschwindigkeitssteigerung, sondern auch eine tiefere Erkundung des chemischen Raum. Die Einführung von ALCHEMI in die NVIDIA NIM-Plattform erweitert die Zugänglichkeit solcher Werkzeuge für Forschung und Industrie. Mit über 150 CUDA-X-Bibliotheken und -Frameworks positioniert NVIDIA sich als zentraler Treiber für wissenschaftliche Innovationen. Die Kooperationen mit Brookhaven, ENEOS und UDC zeigen, wie KI und beschleunigte Computing-Technologien die Entwicklung nachhaltiger, effizienter und leistungsfähiger Materialien beschleunigen – von Energiespeichern bis hin zu Displays.