量子化學（quantum chemistry）是是應用量子力學的規律和方法來研究化學問題的一門學科。將量子理論應用於原子體系還是分子體系是區分量子物理學與量子化學的標準之一。量子化學現已成為化學家們廣泛應用的一種理論方法。在計算方法方面，隨著計算機的發展，量子化學計算方法也飛速發展。
哈特裡－福克方程（英語：Hartree–Fock equation），簡稱為HF方程，是一個應用變分法計算多電子系統波函數的方程，是量子物理、凝聚態物理學、量子化學中最重要的方程之一。HF方程形式上是單電子本徵方程，求得的本徵態是單電子波函數，即分子軌道。以HF方程為核心的數值計算方法稱為「哈特裡－福克方法」（Hartree–Fock method）。
基於分子軌道理論的所有量子化學計算方法都是以HF方法為基礎的。鑑於分子軌道理論在現代量子化學中的廣泛應用，HF方程被視為現代量子化學的基石，HF方法有助於確定量子力學分子系統的電子結構和能量。
澳大利亞國立大學（ANU）的科學家使用世界上最強大的超級計算機之一、美國橡樹嶺國家實驗室的Summit超級計算機，預測大分子系統的量子力學性質，其準確性超過了之前的所有實驗。該研究團隊提出了一種新算法，打破了有史以來最大的HF計算的世界紀錄，為高性能計算設定了新標準。
這種類型的高性能計算具有解決能源生產、燃料生產、水淨化、以及藥品、食品、紡織品和消費品生產中的重要問題的潛力。
該新算法可在具有多個GPU的分布式異構體系結構上，針對基於碎片的HF方法，執行HF矩陣的可擴展且有效的構建。研究人員使用26,268個NVIDIA V100圖形處理單元（GPU）進行了半小時的計算，並以前所未有的解析度模擬了20,063個水分子。GPU在計算上比CPU更強大、更節能、但使用起來卻更加困難，使用成千上萬個具有如此功效的GPU內核是計算上的巨大挑戰。
GPU，英語：Graphics Processing Unit 的縮寫，又稱圖形處理器，顯卡等，是一種專門在計算機上運行繪圖運算工作的微處理器。
這一新算法將量子力學的分子大小提升到了一個新的水平，從而能夠達到生物學領域的巨大規模。這種計算預測為實驗過於昂貴或根本不可行的領域開闢了全新的研究視野，這一結果為今後的研究比較結果樹立了基準。
該最新研究將在即將舉行的2020年超級計算大會（Supercomputing 2020 Conference）上發表。超級計算大會是高性能計算、網絡、存儲和分析的國際會議，是由計算機協會和IEEE計算機協會舉辦的重大年度會議。