Aidan P. Thompson H. Metin Aktulga Richard Berger Dan S. Bolintineanu W. Michael Brown Paul S. Crozier et al

Résumé

Depuis sa mise en ligne en 2004 en tant que logiciel open source, le simulateur classique de dynamique moléculaire LAMMPS est devenu un outil largement utilisé pour la modélisation par particules des matériaux à des échelles allant de l’échelle atomique à l’échelle mésoscopique, jusqu’à l’échelle continue. Sa popularité s’explique par le fait qu’il propose une grande variété de modèles d’interaction entre particules adaptés à différents matériaux, qu’il fonctionne sur tout type de plateforme, allant d’un unique cœur de processeur à des supercalculateurs de taille maximale équipés d’accélérateurs, et qu’il permet aux utilisateurs de contrôler finement les détails des simulations, soit via des scripts d’entrée, soit en ajoutant du code pour des potentiels interatomiques nouveaux, des contraintes, des outils de diagnostic ou d’autres fonctionnalités nécessaires à leurs modèles. En conséquence, des centaines de personnes ont contribué à l’élargissement des capacités de LAMMPS, qui est passé de 50 000 lignes de code en 2004 à un million de lignes aujourd’hui. Dans cet article, nous décrivons plusieurs algorithmes fondamentaux utilisés dans LAMMPS ainsi que les stratégies de conception qui lui ont permis d’être à la fois flexible pour les utilisateurs et les développeurs. Nous mettons également en lumière certaines fonctionnalités récemment ajoutées au logiciel, rendues possibles par cette flexibilité, notamment l’équilibrage dynamique de charge, la visualisation en temps réel, les modèles de dynamique des spins magnétiques, ainsi que des potentiels interatomiques d’apprentissage automatique à précision quantique.