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2010 年度 研究成果報告書

量子多体問題に対する並列シミュレーション手法の研究開発

研究課題

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研究課題/領域番号 20500044
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
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, 研究副主幹 (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, 研究主幹 (60360434)
大橋 洋士  慶應大学, 理工学部, 准教授 (60272134)
今村 俊幸  電気通信大学, 電気通信学部, 准教授 (60361838)
松本 秀樹  東北大学, 大学院・理学研究科, 研究支援者 (40209648)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
キーワード並列アルゴリズム / ハイパフォーマンスコンピューティング / 量子計算
研究概要

本研究では、量子多体問題のシミュレーション手法である密度行列繰り込み群(DMRG)法の並列化・高速化手法の研究開発を行った。量子多体問題の隠れた対称性を利用した並列化手法およびマルチコア並列計算機のネットワーク構造を考慮した通信手法を提案し、1000を超えるコア数の並列計算で優れた並列性能を達成できることを確認した。また、この提案した並列DMRG法を利用して、実際に2次元の量子多体問題のシミュレーションを実施し、それらの物理的性質についての議論を行った。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Direct Extension of Density-Matrix Renormalization Group to Two-Dimensional Quantum Lattice Systems : Studies of Parallel Algorithm, Accuracy, and Performance2009

    • 著者名/発表者名
      S.Yamada, M.Okumura, M.Machida
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 78

      ページ: 094004

  • [雑誌論文] マルチコアクラスタのネットワーク構造を考慮した並列密度行列繰り込み群法の通信手法2009

    • 著者名/発表者名
      山田進,今村俊幸,町田昌彦
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集(論文番号20090015) Vol.2009

  • [雑誌論文] Stripe formation in fermionic atoms on a two-dimensional optical lattice inside a box trap : Density-matrix renormalization-group studies for the repulsive Hubbard model with open boundary conditions2008

    • 著者名/発表者名
      S.Yamada, M.Okumura, M.Machida
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A 77

      ページ: 033619

  • [雑誌論文] High Performance Computing for Eigenvalue Solver in Density-Matrix Renormalization Group Method : Parallelization of the Hamiltonian Matrix-Vector Multiplication2008

    • 著者名/発表者名
      S.Yamada, M.Okumura, M.Machida
    • 雑誌名

      J.M.L.M. Palma et al. (Eds.), VECPAR 2008. LNCS (Springer, Berlin) Vol.5336

      ページ: 39-45

  • [雑誌論文] Correlation effects on atom-density profiles of one- and two-dimensional polarized atomic Fermi gases loaded on an optical lattice2008

    • 著者名/発表者名
      M.Machida, S.Yamada, M.Okumura, Y.Ohashi, H.Matsumoto
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A 77

      ページ: 053614

  • [学会発表] Parallel DMRG with Multi-site Clustering toward More Than 10-leg Ladders2010

    • 著者名/発表者名
      S.Yamada, H.Onishi, R.Igarashi, M.Okumura, M.Machida
    • 学会等名
      International Workshop on Density Matrix Renormalization Group and Other Advances in Numerical Renormalization Group Method
    • 発表場所
      Beijing (China)
    • 年月日
      2010-08-30
  • [学会発表] マルチコアクラスタ向け通信手法を用いた密度行列繰り込み群法の並列化2009

    • 著者名/発表者名
      山田進,今村俊幸、奥村雅彦、町田昌彦
    • 学会等名
      2009年並列/分散/協調処理に関する『仙台』サマー・ワークショップ(SWoPP仙台2009)
    • 発表場所
      フォレスト仙台(仙台市)
    • 年月日
      2009-08-06
  • [学会発表] 超並列固有値計算手法の開発:大規模量子計算への応用2008

    • 著者名/発表者名
      山田進,今村俊幸,奥村雅彦,町田昌彦
    • 学会等名
      先駆的科学計算に関するフォーラム2008~線形計算を中心に~
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] High Performance Computing for Eigenvalue Solver in Density-Matrix Renormalization Group Method : Parallelization of the Hamiltonian Matrix-Vector Multiplication2008

    • 著者名/発表者名
      S.Yamada, M.Okumura, M.Machida
    • 学会等名
      VECPAR'08-8th International Meeting High Performance Computing for Computational Science
    • 発表場所
      Toulouse (France)
    • 年月日
      20080624-20080627

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公開日: 2012-01-26   更新日: 2016-04-21  

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