كازينو هو نظام برنامج حاسوبي لهيكل الكم الإلكتروني في مونت كارلو تم تطويره من قبل أعضاء مجموعة نظرية المواد المكثفة في معهد الفيزياء بجامعة كامبريدج والمتعاونين معهم لأكثر من 20 عامًا. يمكنه حساب حلول دقيقة بشكل لا يصدق لمعادلة شرودنجر في ميكانيكا الكم للأنظمة الواقعية المصنوعة من الذرات. يساعدنا ذلك في فهم طبيعة الكون والتنبؤ بها (كما تعلم ، يساعدنا في تصميم العقاقير والموصلات الفائقة وكتابة طلبات المنح). بالطبع ، هناك طرق أخرى محددة للغاية يمكنها القيام بذلك ، لكن ما يجعل كازينو مهمًا هو أنه إذا كان الكمبيوتر كبيرًا بما يكفي ، فيمكنه الاستمرار في القيام بذلك للأنظمة التي تحتوي على المئات أو حتى الآلاف من الذرات. يمكن لهذه الذرات الكثيرة أن تشكل جزيئات عملاقة معزولة أو مجموعات من الجزيئات ، أو يمكن أن تكون الوحدة المكررة في بلورة لا نهائية بأبعاد أو بعدين أو ثلاثة. تواجه الطرق المتنافسة ذات الدقة المقارنة عمومًا صعوبة في إدارة أكثر من بضع عشرات من الذرات نظرًا لصغر حجمها مقارنة بحجم النظام.

تعتبر كازينو مهمة أيضًا لأن هي إحدى الطرق القليلة التي يمكنها حقًا استخدام أداء أجهزة الكمبيوتر الحديثة. ربما لاحظ الرجل الموجود في الشارع أن أجهزة الكمبيوتر لم تتسارع منذ عدة أعوام بسبب زيادة وتيرة المعالج ، وجميع التحسينات الحديثة في الأداء ترجع إلى زيادة التوازي. يوجد الآن أسرع أجهزة الكمبيوتر في العالم بأكثر من مليون مركز ، وربما يحتوي هاتفك على أربعة على الأقل. إذا قمت بمضاعفة عدد نوى المعالج ، فقد يكون الرمز أسرع مرتين. لسوء الحظ ، بالنسبة للأساليب الأكثر شيوعًا في بنية الحوسبة الإلكترونية – مثل نظرية الكثافة الوظيفية – لم يعد الأمر كذلك لأن هناك حاجة إلى الكثير من الاتصالات بين المعالجين. إذا قمت بإجراء العمليات الحسابية باستخدام أكثر من ألف مركز ، فغالبًا ما تبطئ. من ناحية أخرى ، فقد تبين أن الإصدارات الحديثة من كازينو تتمتع بشكل أساسي بكفاءة متوازية مثالية عندما يتم جمع المتوسطات الإحصائية على الأجهزة التي تضم مئات الآلاف من المراكز في جميع أوضاع التشغيل المختلفة. تم إجراء أهم حسابات كازينو المعروفة لنا على جهاز كمبيوتر ك الياباني لمايك تاولر مع ما يصل إلى 524288 نواة. وفقًا لصديقنا وزميلنا العزيز ريو ميزونو ، فقد أصيب “مسؤولو النظام المحلي” بالصدمة. يوضح الرسم البياني التالي الكفاءة الموازية المثالية التي تحققت مع كازينو على ما يصل إلى 120،000 نواة جاكوار الجبهة الوطنية (كراي سT5 التي اختفت الآن من مختبر أوك ريدج الوطني) (المنحنى الأحمر يتوافق مع إصدار سابق من كازينو). الرسم البياني الثاني هو الرسم البياني لجهاز الكمبيوتر ك مع أكثر من نصف مليون معالج للمعالج.

تم إطلاق برنامج أبحاث ، الذي بلغ ذروته في كازينو كما نعرفه اليوم ، في أوائل التسعينيات من قبل ريتشارد نيدز ، الذي استلهم من فترة قصيرة من العمل في الولايات المتحدة. طور أفكاره الأولى بالتعاون مع غونا راجاجوبال و ماثيو فولكس وعدد من مستندات ما بعد الطلاب والطلاب الأوائل. تم جمع رموز الاختبار الأولى الخاصة بهم وتعميمها في أول برنامج ، والذي يمكن استخدامه بواسطة أي نظام (يُطلق عليه “بول كينت” (كازينو) من مايك تاولر. تم إصدار النسخة العامة الأولى من وصل إلى كامبريدج في أواخر عام 1996 تم إصدار كازينو في عام 1999. تم إجراء التحسينات والتعميمات الأساسية على الإطلاق من قبل كل من نيل دراموند (من 2002) و بابلو لوبيز ريوس (من 2004). يعتبر كتاب “الاحتياجات” و “تاولر” و “دراموند” و “لوبيز ريوس” المؤلفين الرئيسيين للكود حتى اليوم ، وما زال الأربعة جميعهم محور المشروع اليوم.