2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of calculation methods for lattice QCD in master field formalism
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20K03924
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
浮田 尚哉 筑波大学, 計算科学研究センター, 研究員 (50422192)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 格子QCD / 数値計算 / 物理点 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、誕生以来カラー閉じ込めやハドロン物理の諸性質を定量的に明らかにしてきた格子QCDを用いた物理量測定の更なる精密化を実現する手法の開発と整備である。ここでは、3種類の手法を試みる:(1)格子QCDの計算時間の大半を占める大規模疎行列の逆行列計算（反復法による線形連立方程式の解法）の機械学習による加速化、(2)物理量測定におけるシグナルノイズ比の改善による統計誤差の削減、(3)格子正則化による離散化された時間と運動量の高解像度化。特に、(1)は機械学習を初期残差の小さな初期解の推定に利用して、反復回数を減らすことで計算時間の削減を得る。つまり、機械学習前処理付き解法の提案である。これは、格子QCDに特化した技法ではなく、反復法による線形連立方程式の解法を利用する計算科学に広く応用できる普遍的な技法の開発にもなっている。
令和3年度は、令和2年度に引き続き物理量測定におけるシグナルノイズ比の改善を目的として開発された手法(クリスタルソース法)を、PACSグループ（筑波大を中心とした格子QCDグループ）が生成したマスターフィールド形式と呼ばれる巨大体積の格子QCD配位(PACS10)を使って、ハドロンの質量スペクトルと擬スカラー粒子の崩壊定数を物理点直上で精密に評価して実験値との比較を行った。
また、筑波大学で開催されて国際会議 13th symposium on Discovery, Fusion, Creation of New Knowledge by Multidisciplinary Computational Sciencesにおいて、研究成果の報告を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
例年開催されてきた研究会が、中止やオンライン開催に変更となり、研究課題に関連する情報収拾や議論が十分に出来なかった。そのために、当初予定より幾分遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度以降は、数値実験用の計算資源を確保して、(1)格子QCDの計算時間の大半を占める反復法による線形連立方程式の解法の機械学習による加速化、(3)離散 化された時間と運動量の高解像度化の開発と整備を進める。
また、(2)シグナルノイズ比の改善による統計誤差の削減に関しては、更なる整備と開発を行うと同時に、令和3年度に行った計算の統計精度を上げて、その結果を論文にまとめる。
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| Causes of Carryover |
参加を予定していた研究会と学会が、中止あるいはオンライン開催になり、旅費の支出がなくなったために、次年度使用額が生じた。 翌年度の計画では、旅費と数値実験用の計算資源確保に使用予定である。
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