Конечно, без проблем. Начни с того, убери неиспользуемые модули – каждый импорт, который нигде не используется, это скрытые затраты. Потом посмотри свои циклы; если у тебя много конструкций типа "for i in range(n)", где n – очень большое число, подумай о векторизации с помощью NumPy или используй списковые включения, которые интерпретатор может оптимизировать. Профайлинг с cProfile покажет тебе самые проблемные места – потрать на это пару часов вместо того, чтобы гадать. Затем закэшируй результаты дорогостоящих вычислений. Даже простейший поиск по словарю может существенно сократить время, если одни и те же параметры повторяются. И, наконец, сделай симуляцию потокобезопасной и запускай её параллельно на нескольких ядрах; всего несколько рабочих процессов могут дать ускорение в 3–4 раза. Если удастся перенести самые сложные вычисления в скомпилированную библиотеку – Cython или даже небольшой модуль на C – выигрыш будет самым большим. Работай с инструментами, которые ты знаешь, и апгрейд пройдет гладко.