Ang isang bahagi ng vacuum vessel (ang plasma na nakaharap sa materyal) ng fusion experimental device at hinaharap na fusion reactor ay nakikipag-ugnayan sa plasma. Kapag ang mga plasma ions ay pumasok sa materyal, ang mga particle na iyon ay nagiging neutral na atom at mananatili sa loob ng materyal. Kung makikita mula sa mga atomo na bumubuo ng materyal, ang mga plasma ions na pumasok ay nagiging mga atomo ng karumihan. Ang mga impurity atoms ay dahan-dahang lumilipat sa mga interspace sa mga atom na bumubuo ng materyal at sa huli, sila ay nagkakalat sa loob ng materyal. Sa kabilang banda, ang ilang impurity atoms ay bumabalik sa ibabaw at muling ibinubuga sa plasma. Para sa matatag na pagkakulong ng fusion plasma, ang balanse sa pagitan ng pagtagos ng mga plasma ions sa materyal at ang muling paglabas ng mga atom ng impurity pagkatapos ng paglipat mula sa loob ng materyal ay nagiging lubhang mahalaga.

Ang landas ng paglipat ng mga impurity atoms sa loob ng mga materyales na may perpektong istraktura ng kristal ay mahusay na napaliwanagan sa maraming pananaliksik. Gayunpaman, ang mga aktwal na materyales ay may mga polycrystalline na istruktura, at pagkatapos ay ang mga landas ng paglipat sa mga rehiyon ng hangganan ng butil ay hindi pa nilinaw. Karagdagan, sa isang materyal na patuloy na humipo sa plasma, ang kristal na istraktura ay nasira dahil sa labis na pagpasok ng mga plasma ions. Ang mga landas ng paglipat ng mga atom ng karumihan sa loob ng isang materyal na may hindi maayos na istraktura ng kristal ay hindi sapat na napagmasdan.

Ang pangkat ng pananaliksik ni Propesor Atsushi Ito, ng National Institutes of Natural Sciences NIFS, ay nagtagumpay sa pagbuo ng isang paraan para sa awtomatiko at mabilis na paghahanap hinggil sa mga landas ng paglilipat sa mga materyales na mayroong arbitrary na atom geometry sa pamamagitan ng molecular dynamics at parallel na kalkulasyon sa isang supercomputer. Una, kumuha sila ng maraming bilang ng maliliit na domain na sumasaklaw sa buong materyal.

Sa loob ng bawat maliit na domain kinakalkula nila ang mga landas ng paglilipat ng mga atomo ng karumihan sa pamamagitan ng molecular dynamics. Ang mga kalkulasyon ng maliliit na domain ay matatapos sa maikling panahon dahil ang laki ng domain ay maliit at ang bilang ng mga atom na ituturing ay hindi marami. Dahil ang mga kalkulasyon sa bawat maliit na domain ay maaaring isagawa nang nakapag-iisa, ang mga kalkulasyon ay isinasagawa nang magkatulad gamit ang NIFS supercomputer, ang Plasma Simulator, at ang HELIOS supercomputer system sa Computational Simulation Center ng International Fusion Energy Research Center (IFERC-CSC), Aomori, Japan. Sa Plasma Simulator, dahil posibleng gumamit ng 70,000 CPU core, maaaring magsagawa ng sabay-sabay na mga kalkulasyon sa mahigit 70,000 domain. Pinagsasama-sama ang lahat ng mga resulta ng pagkalkula mula sa maliliit na domain, ang mga landas ng paglipat sa buong materyal ay nakuha.

Ang ganitong paraan ng parallelization ng super computer ay naiiba sa madalas na ginagamit, at tinatawag na MPMD3) -type na parallelization. Sa NIFS, iminungkahi ang isang simulation method na epektibong gumagamit ng MPMD-type parallelization. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng parallelization sa mga kamakailang ideya tungkol sa automatization, nakarating sila sa isang high-speed na awtomatikong paraan ng paghahanap para sa landas ng paglipat.

Sa pamamagitan ng paggamit ng pamamaraang ito, nagiging posible na madaling hanapin ang landas ng paglipat ng mga atomo ng karumihan para sa aktwal na mga materyales na may mga hangganan ng butil ng kristal o kahit na mga materyales kung saan ang istraktura ng kristal ay nagiging hindi maayos sa pamamagitan ng mahabang tagal na pakikipag-ugnay sa plasma. Iniimbestigahan ang pag-uugali ng sama-samang paglipat ng mga atomo ng karumihan sa loob ng materyal batay sa impormasyon tungkol sa landas ng paglipat na ito, maaari nating palalimin ang ating kaalaman tungkol sa balanse ng particle sa loob ng plasma at ang materyal. Kaya ang mga pagpapabuti sa plasma confinement ay inaasahan.

Ang mga resultang ito ay ipinakita noong Mayo 2016 sa 22nd International Conference on Plasma Surface Interaction (PSI 22), at ilalathala sa journal Nuclear Materials and Energy.