使用離子光束進行放射治療，可以精準鎖定癌症腫瘤，又不會破壞旁邊健康的組織。
這種鎖定腫瘤的治療方式即可減少侵入式手術、縮短住院天數，又能加快復原時間。
缺點是傳統離子加速器的體積龐大、成本高昂，多數醫療機構無力購買。
研究人員運用強大的 GPU 叢集來開發新的程式碼和模擬內容，終極目標是創造出體積小巧、成本低廉的高功率雷射驅動離子加速器。
德國德勒斯登亥姆霍兹德累斯頓羅森多夫研究中心（Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf）運算放射物理研究團體領導人 Michael Bussmann，即透過 GPU 運算能力來推動這些發展。
過去認為建立實況模擬內容，以及將物理現象加入程式碼是不可能的事情，而如今憑藉著 GPU 的平行處理能力做到了這些目標。
Bussman 說估算電子時可追蹤每個粒子，也能計算它對雷射驅動等離子體散發出的整體輻射量有多少貢獻。
得有逼真的模擬內容，方能實際應用離子雷射加速技術。原為學校研究專案，後為實驗室研究專案的 PIConGPU 程式碼，正是落實這個目標的工具。
於 GPU 叢集上運行的「GPU 上質點網格法」（PIConGPU），是運算等離子體物體界最廣泛使用的演算法之一，讓人們對於雷射和物質的相互作用有了新的瞭解。
使用 GPU 也提供更強大的運算實力、更快的處理時間，也減少編寫程式碼所需的時間。過去需要一週來計算的模擬內容，現在只要幾小時就能完成。
新的高功率雷射搭載 PIConGPU，包括現於亥姆霍兹德累斯頓羅森多夫研究中心興建中的拍瓦雷射 Penelope。
Bussmann 表示：「我們將會有程式碼，更能預估雷射的運作情況，用在治療上時，絕對不會只有一發而已。我們想找出更多治療癌症的方法。現在是有很多療法，而雷射代表可以從不同的點來進行治療。」
研究人員最終希望使用 Penelope 來估算要給病患多少正確的治療劑量。