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有限温度量子スピン系用計算機(ハイゼンベルク・マシーン)の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18654068
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

飯高 敏晃  独立行政法人理化学研究所, 戎崎計算宇宙物理研究室, 専任研究員 (60212700)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2006年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード量子スピン系 / 量子計算機 / SIMD / ESR / 強相関 / GPU / CUDA / Chebyshev多項式 / 量子ズピン系 / クラスレート / 分子性結晶 / 分子磁石 / エンタングルメント / 第一原理計算
研究概要

電子スピン共鳴(ESR)は、電子スピンのダイナミクスを直接観測できる物性研究の強力な測定手段である。強相関電子系のESR研究は遅れていたが、最近、場の理論に基づく1次元量子スピン系のESR理論[1]などの新たな理論的手法が開発され、今まさに強相関系ESR研究が大きく展開しようとしている。昨年度は、我々が世界で初めて考案した有限温度強相関量子スピン系のESRスペクトルを直接数値計算する方法[2]を画像処理用言語Cgを用いてGPU(Graphics Processing Unit)を利用した
SIMD(SingIe Instruction Many Data)型超並列計算機Heisenberg Machineへ移植した。その後、C言語に近く科学計算においてもGPUの性能をフルに引き出せる言語CUDAをNVIDIA社が発表したので、今年度は、Heisenberg Machine上でCUDAを用いて書いたESRスペクトル計算用プログラムを走らせるための準備として、古典N体問題用プログラムを走らせることに成功した。その結果、CUDAプログラムはCgプログラムの約20倍速いことが明らかになり[3]、ESRスペクトル計算用プログラムをCUDAに移植する基礎を築いた。
[1]Oshikawa and Affleck,Phys.Rev.Lett.82,5136(1999).
[2]T.Iitaka,and T.Ebisuzaki,Phys.Rev.Lett.90,047203(2003).
[3]T.Hamada and T.Iitaka,(astro-ph/0703100).http://uk.arxiv.org/abs/astro-ph/0703100

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (7件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] カエルにもわかるGPUによる科学計算入門(2)2008

    • 著者名/発表者名
      飯高 敏晃
    • 雑誌名

      計算工学 13(印刷中)

    • NAID

      10021151195

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] カエルにもわかるGPUによる科学計算入門(1)2007

    • 著者名/発表者名
      飯高 敏晃
    • 雑誌名

      計算工学 12

      ページ: 34-39

    • NAID

      10019788456

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure-induced isostructural phase transition of metal-doped silicon clathrates2007

    • 著者名/発表者名
      T.Iitaka
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 75

      ページ: 12106-12106

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Enhancement of entanglement transfer in a spin chain by phase shift control2007

    • 著者名/発表者名
      K.Maruyama
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 75

      ページ: 12325-12325

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Pressure-induced phase transformations in the Ba8Si46 clathrate2006

    • 著者名/発表者名
      L.Yang
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 74

      ページ: 245209-245209

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Vibrational properties and superconductivity in Ba_<24> Si_<100>2006

    • 著者名/発表者名
      J.S.Tse
    • 雑誌名

      Europhys. Lett. 75

      ページ: 153-153

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamics of elemental lithium at megabar pressures2006

    • 著者名/発表者名
      J.S.Tse
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 73

      ページ: 212301-212301

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of entanglement transfer in a spin chain by phase shift control2007

    • 著者名/発表者名
      Koji MAROYAMA, Toshiaki IITAKA, Franco NORI
    • 学会等名
      JST/CREST 第3回量子情報未来テーマ開拓研究会
    • 発表場所
      沖縄県南城市知念ホテルサンライズ知念
    • 年月日
      2007-08-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] HEISENBERG MACHINE: A Numerical Method for ESR Spectrum of Strongly Correlated Systems at Finite Temperatures2007

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki IITAKA
    • 学会等名
      ISSP Workshop/COE21"QUEST"7th International Workshop: New developments in ESR of strongly correlated systems
    • 発表場所
      Institute of Sohlid State Physics, University of Tokyo
    • 年月日
      2007-05-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.iitaka.org/gpgpu.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.iitaka.org/frog2j.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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