Messa a punto di un chatbot per la generazione di codice scientifico nel package Quantum-Espresso

Quantum-Espresso è uno dei più diffusi softwares per simulazioni atomistiche basate sulla teoria del funzionale della densità. Esso è basato sul cosiddetto paradigma onde-piane/pseudopotenziali. Infatti, le funzioni d’onda elettroniche sono rappresentate su una base di onde piane e potenziali efficaci sono impiegati per modellare l’interazione tra gli elettroni di valenza e quelli di core. Quantum-Espresso comprende diversi moduli con varie funzionalità per alcune centinaia di migliaia di righe di codice principalmente in Fortran2018. Il funzionamento in parallelo è basato sull’interfaccia a scambio di messaggi (MPI). L’espansione delle capacità di Quantum-Espresso e l’introduzione di nuovi tools di post-processing, ad esempio l’analisi delle funzioni d’onda, richiede che il programmatore abbia una buona conoscenza della struttura del codice. Questo può rallentare ulteriori sviluppi. L'obiettivo della tesi è addestrare un modello di chatbot basato su modelli di ‘natural language processing’ per genere porzioni di codice di Quantum-Espresso che eseguono semplici compiti come leggere le funzioni d’onda e verificarne la normalizzazione. Verrà usato un modello di chatbot disponibile liberamente. Materiale disponibile on-line riguardo la programmazione di Quantum-Espresso verrà usato per l’addestramento (fine-tuning) del modello di chatbot. Infine, verrà testata la generazione di codice che comprenda operazioni di Quantum-Espresso su cui è stato fatto l’addestramento (ad esempio la lettura delle funzioni d’onda da file) con operazioni più generali già ottenibili dal chatbot (as esempio il calcolo della matrice di overlap).