2020 Fiscal Year Research-status Report
超伝導体および超流体における巨視的波動関数の高速数値シミュレーション手法の開発
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20K04586
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| Research Institution | Ariake National College of Technology |
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Principal Investigator |
松野 哲也 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (80243921)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小田部 荘司 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (30231236)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 数値シミュレーション / 数値積分アルゴリズム / 巨視的波動関数 / 超伝導 / 超流体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，超伝導電子集団および超流体の巨視的波動関数のダイナミクスを高速に計算機上で再現する手法を確立することである．これらダイナミクスは互いに類似した形の非線形偏微分方程式で記述される．
本研究では，数値的安定性が高い，あるいはエネルギー保存精度が高い数値積分アルゴリズムを実現すること，および，この数値積分アルゴリズムを並列化して量子計算を高速に実行するための数値シミュレータを実現することを目指す．
現在までに当該数値積分アルゴリズムの理論的解析がほぼ完了し，アルゴリズムの安定性と計算精度が数値的に確認された．これらの成果は学術論文および学会において公開された．またアルゴリズムの並列化のための開発環境の構築を完了した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で提案された数値積分アルゴリズムにおいて，与えられたゲージ場が時間的に変動しない場合においての安定性や計算精度などに関する理論解析および数値的実証はほぼ完了し，これらの成果は学術論文[1]として発表された．また，GPGPU搭載ワークステーション上でのアルゴリズム並列化開発環境（NVIDIAのCUDAベース）の構築が完了した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はゲージ場の時間発展方程式と連立した量子方程式のための数値積分アルゴリズムの理論解析や複素スカラー場から複素ベクトル場への拡張を行い，当該アルゴリズムが更に多様な量子現象へ適用できることを理論的かつ数値的に検証していく予定である．
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| Causes of Carryover |
購入物品の金額が想定よりも少し安価だったため．
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