PCクラスタ上の格子QCDシミュレーションシステムの開発研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12554008
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 中村 純 広島大学, 情報メディア教育研究センター, 教授 (30130876)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池坂 守夫 富士通研究所, HPC研究センター, 主幹研究員 ; 庄司 文由 広島大学, 情報メディア教育研究センター, 助手 (60310504) ; 日置 慎治 帝塚山大学, 経営情報学部, 助教授 (70238252)
• Keywords: QCD / 並列コード / グルーオン / クォーク / PCクラスター / Fortran90

Research Abstract

格子QCDのシミュレーションは、クォークとグルーオンの非摂動的振舞いを研究するための強力な手法である。計算機の発展とあいまって、定性的な研究から実験と比較可能な定量的な研究の段階に入ってきた。また、近年アルゴリズムや定式化の進展も著しい。
大きな計算資源を必要とするQCDの計算は、テラ・フロップスを超えるスーパーコンピュータの製作を推進する力となり、筑波大学のCP-PACS、米国コロンビア大学と日本の理研が共同で推進するQCD-SP、イタリアのAPE等の専用計算機も大きな成果をあげてきている。
一方、近年のPC普及に伴うマイクロプロセッサの高速化と低価格化は、これを計算要素とする並列クラスタがコスト・パフォーマンスの高いシミュレーション・システムとなりうることを示唆している。本研究では、PCクラスターの上で、ハドロン物理学の研究者、場の量子理論の研究者が容易に利用出来る基盤的コードの開発を進めてきた。また、そのコードを広く研究者が利用出来る環境の開発も行っている。
今年度の成果は以下のとおりである。
1.昨年度準備したFortran90のモジュール機能とゲージアップデートルーティンを基に、クォークプロパゲータのコードと力学的クォークを取り込んだHMC(ハイブリッドモンテカルロ)コードを作成した。
2.並列部分の整備を行った。
3.疑似ベクトル、要素並列化機能をもつマシーンであるSR8000の上での高速化を行った。
4.近年、注目を集めているGRIDに将来対応する準備として、ウェブ上での自動ジョブ実行機能を持ったシステムを開発した。
5.これまでに構築したコードをべータ版として、公開した。

Research Products

• [Publications] S.Choe, S.Muroya, A.Hakamura, C.Nonaka, T.Saito, F.Shoj: "Lattice Tool Kit in Fortran90"Nuclear Physics. PS106. 1037-1039 (2002)
• [Publications] S.Choe: "Responses of hadrons to the chemical potential at finite temperature"Physical Review. D65. 054501-1-054501-10 (2002)
• [Publications] S.Muroya, A.Nakamura, C.Nonaka: "Study of the SU(2) High Density System with Wilson Fermion"Nuclear Physics. PS106. 453-455 (2002)
• [Publications] S.Moroya, A.Nakamura, C.Nonaka, M.Sekiguchi, H.Wada: "I=O scalar channel"Nuclear Physics. PS106. 272-274 (2002)