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2次元量子モデルに対するメニーコア並列計算機向き並列化・高速化手法の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 23500056
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ソフトウエア
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

山田 進  独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (80360436)

研究分担者 町田 昌彦  独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主席 (60360434)
大橋 洋士  慶應大学, 理工学部, 教授 (60272134)
松本 秀樹  東北大学, 大学院・理学研究科, 研究支援者 (40209648)
連携研究者 今村 俊幸  独立行政法人理化学研究所, 計算科学研究機構, チームリーダー (60361838)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード並列処理・分散処理 / ハイパフォーマンスコンピューティング / アルゴリズム / 量子計算 / メニーコア / 並列化 / 密度行列繰り込み群 / 強相関量子多体系 / 強相関系 / 密度行列繰り込み群法 / 強相関電子系
研究概要

本研究ではメニーコア計算機用を対象に、量子多体モデルのシミュレーション手法である密度行列繰り込み群法と厳密対角化法の並列化・高速化を実施した。特に、モデルの物理的性質と計算機のネットワークアーキテクチャを考慮して、高速な通信手法を提案しその有効性を確認した。また、開発したコードを実際の物理問題に適用し、それらの物理的性質についての議論を行った。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (17件)

  • [雑誌論文] Quantum phases in p-orbital degenerated attractive 1D fermionic optical lattices2014

    • 著者名/発表者名
      K Kobayashi, Y Ota, M Okumura, S Yamada, M Machida
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: Vol.89 号: 2 ページ: 23625-23625

    • DOI

      10.1103/physreva.89.023625

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallel Computing Design for Exact Diagonalization Scheme on Multi-band Hubbard Cluster Models2014

    • 著者名/発表者名
      Susumu Yamada, Toshiyuki Imamura, Masahiko Machida
    • 雑誌名

      Parallel Computing: Accelerating Computational Science and Engineering

      巻: Vol. 25 ページ: 427-436

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisit to terahertz wave emission with motions of Josephson vortices2013

    • 著者名/発表者名
      H. Matsumoto, T. Koyama, M. Machida, Y. Ota , and S. Yamada
    • 雑誌名

      Physica C: Superconductivity

      巻: Vol. 491 ページ: 40-43

    • DOI

      10.1016/j.physc.2012.12.010

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nontrivial Haldane Phase of an Atomic Two-Component Fermi Gas Trapped in a 1D Optical Lattice2012

    • 著者名/発表者名
      Keita Kobayashi, Masahiko Okumura, Yukihiro Ota, Susumu Yamada, and Masahiko Machida
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 109 号: 23 ページ: 235302-235302

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.235302

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 4倍精度基本演算ルーチン群QPBLASの紹介とアプリケーションへの応用2012

    • 著者名/発表者名
      山田進、佐々成正、今村俊幸、町田昌彦
    • 雑誌名

      情報処理学会研究会報

      巻: 2012-HPC-137(23) ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Direct extension of the density-matrix renormalization group method toward two-dimensional large quantum lattices and related high-performance computing2011

    • 著者名/発表者名
      Susumu Yamada, Masahiko Okumura, Toshiyuki Imamura and Masahiko Machida
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: Vol. 28, No. 1 号: 1 ページ: 141-151

    • DOI

      10.1007/s13160-011-0027-z

    • NAID

      10028169589

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Parallel Computing Design for Exact Diagonalization Scheme on Multi-band Hubbard Cluster Models2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, T. Imamura, and, M. Machida
    • 学会等名
      Parco 2103
    • 発表場所
      Technische Universitat Munchen, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 並列DMRG法による2次元周期系ハイゼンベルグモデルの大規模シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      山田進、小林恵太、奥村雅彦、町田昌彦
    • 学会等名
      日本物理学会秋季年会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 多成分フェルミ原子気体に対する数値解析2013

    • 著者名/発表者名
      小林恵太,山田進,奥村雅彦,町田昌彦
    • 学会等名
      日本物理学会秋季年会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ネットワーク構造を考慮したマルチバンドハバードクラスタモデルの厳密対角化の並列化2013

    • 著者名/発表者名
      山田進、今村俊幸、町田昌彦
    • 学会等名
      今後のHPC(基盤技術と応用) に関するワークショップ
    • 発表場所
      長崎市立図書館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 閉じ込めポテンシャル中斥力ハバードモデルの超流動相関:DMRG法による評価2012

    • 著者名/発表者名
      山田進,五十嵐亮,奥村雅彦,大西弘明,山本篤史,町田昌彦
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Superfluid correlations of ladder-type Hubbard model with trapping potential2012

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, M. Okumura, R. Igarashi, A. Yamamoto, M. Machida
    • 学会等名
      American Physical Society 2012 March meeting
    • 発表場所
      Boston (USA)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallelization Design for Multi-core Platforms in Density Matrix Renormalization Group toward 2-D Quantum Strongly-correlated Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Susumu Yamada, Toshiyuki Imamura, Masahiko Machida
    • 学会等名
      SC11
    • 発表場所
      Seattle (USA)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 準2次元ハバードモデルのd-波相関関数の振る舞い:並列DMRG法によるシミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      山田進,五十嵐亮,奥村雅彦,大西弘明,山本篤史,町田昌彦
    • 学会等名
      日本物理学会 2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的密度行列繰り込み群法に現れる線形方程式の対する反復解法の収束性2011

    • 著者名/発表者名
      山田進、山本篤史、奥村雅彦、今村俊幸、町田昌彦
    • 学会等名
      反復法の工学への応用と基礎
    • 発表場所
      同志社大学今出川キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallelization design on multi-core platforms in density matrix renormalization group toward 2-D quantum strongly-correlated systems

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, T Imamura, M. Machida
    • 学会等名
      SC11
    • 発表場所
      Seattle (USA)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamical Variation of Eigenvalue Problems in Density-Matrix Renormalization-Group Code

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, T Imamura, M. Machida
    • 学会等名
      15th SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing
    • 発表場所
      Savannah (USA)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 4倍精度基本線形代数ルーチン群QPBLASの紹介とアプリケーションへの応用

    • 著者名/発表者名
      山田進, 佐々成正, 今村俊幸, 町田昌彦
    • 学会等名
      第194回計算機アーキテクチャ・第137回ハイパフォーマンスコンピューティング合同研究発表会(HOKKE-20)
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館(札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] SU(n)ハバードモデルに対する並列 DMRG法の開発

    • 著者名/発表者名
      山田進, 小林恵太, 奥村雅彦, 町田昌彦
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Parallel Computing Design for Exact Diagonalization Scheme on Multi-band Hubbard Cluster Models

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, T. Imamura, and, M. Machida
    • 学会等名
      Parco2013
    • 発表場所
      Technische Universität München, Germany
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 多軌道強相関クラスタハバードモデルに対する厳密対角化法の並列化

    • 著者名/発表者名
      山田進、小林恵太,奥村雅彦,今村俊幸,町田昌彦
    • 学会等名
      物理学会年会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 4倍精度基本線形代数ルーチン群QPBLASの紹介とアプリケーションへの応用

    • 著者名/発表者名
      山田進、佐々成正、今村俊幸、町田昌彦
    • 学会等名
      第194回計算機アーキテクチャ・第137回ハイパフォーマンスコンピューティング合同研究発表会(HOKKE-20)
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] SU(n)ハバードモデルに対する並列DMRG法の開発

    • 著者名/発表者名
      山田進、小林恵太、奥村雅彦、町田昌彦
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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