У навчально-методичному посібнику розглядаються можливості застосування технології CUDA у наукових дослідженнях. Описуються принципи розпаралелювання та демонструється приклад робочої програми — розрахунок диссипативної динаміки багаторівневої квантової системи на прикладі нелінійного квантового осциляторa. Еволюція системи обчислюється за допомогою рівняння для матриці густини. Розроблено та реалізовано два алгоритми розв’язання цієї задачі: методом квантових траєкторій (квантовим методом Монте-Карло) та за допомогою методу некомутативного інтегрування на групах Лі (розкладом по матрицях Гельмана). На основі прикладу показано ефективність роботи графічних прискорювачів, їх масштабованість та можливість взаємодії кількох таких пристроїв із застосуванням технології MPI. У посібнику наведено опис і порядок виконання лабораторних робіт із вивчення принципів гетерогенних обчислювальних систем і реалізації чисельних фізичних експериментів. Також містяться завдання для самостійного розв’язання та питання для аналізу отриманих результатів. Електронне навчально-методичне посібник призначене для студентів і аспірантів ННГУ, які навчаються за напрямами 03.03.02 «Фізика», 11.03.04 «Електроніка і наноелектроніка» та 09.03.02 «Інформаційні системи та технології».