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2009 Fiscal Year Annual Research Report

分野横断アルゴリズムと計算機シミュレーション

Planned Research

Project AreaResearch on the Emergence of Hierarchical Structure of Matter by Bridging Particle, Nuclear and Astrophysics in Computational Science
Project/Area Number 20105005
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

松古 栄夫  High Energy Accelerator Research Organization, 計算科学センター, 助教 (10373185)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉江 友照  筑波大学, 数理物質科学研究科, 准教授 (40183991)
金児 隆志  , 素粒子原子核研究所, 助教 (20342602)
Keywordsシミュレーション / 素粒子論 / 理論核物理 / 宇宙物理
Research Abstract

計算物理の手法を用いて、素粒子・原子核・宇宙物理を統一的に理解することが領域全体の目標であり、この課題ではそのために必要なアルゴリズムや計算手法などを研究・開発することを目的としている。次のような3つのアプローチから、それぞれ研究を行った。
1. アルゴリズム: 素核宇宙の数値計算アルゴリズムの改良を図るため、応用物理の研究者との連携を進めた。特に格子ゲージ理論に現れる線形問題については、共通の問題設定を行い協同研究の基盤とした。これは他分野への応用を進める上でのモデルケースとなる。Block Krylov法などの格子ゲージ理論への応用に進展があった。
2. アーキテクチャと並列化:GPGPUやCell B.E.等の演算アクセラレータを効果的に使用するために、講習会、研究会を開催した。格子ゲージ理論に対してはすでに実用段階に入っており、科研費で購入した計算サーバが効果的に利用されている。他分野への応用に関連して、多体問題や4倍精度計算での活用例について、これらの分野の研究者と議論を行った。大規模並列計算については、超新星爆発シミュレーションの研究者と効果的な並列化についての議論を行い、開発を進めつつある。
3. データ共有環境: ファイルサーバの増強と、Gfarmによるグリッドファイルシステムの改良を行った。これにより、研究グループ内でのファイル共有・転送サービスを実用段階に進めることができた。いくつかのグループにおいて、データの高速転送に活用されている。また、格子ゲージ理論のシミュレーションで生成されたデータの公開も進んでいる。これらの環境を効果的に利用するための講習会を開催した。
以上の研究に加え、格子ゲージ理論の共通コードを開発するプロジェクトを、この研究課題で開始した。これらの研究成果を反映させてゆくことにより、ユーザにとっての使いやすさと性能を両立させたコードの開発を目指している。

  • Research Products

    (56 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (42 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Determination of the chiral condensate from 2+1-flavor lattice QCD2010

    • Author(s)
      JLQCD collaboration : H.Fukaya et al.
    • Journal Title

      Physical Review Letters 104

      Pages: 122002(4)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lattice study of the vacuum polarization function and determination of the strong coupling constant2009

    • Author(s)
      JLQCD, TWQCD Collaborati on : E.Shintani, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D 79

      Pages: 074510(11)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new scheme for the running coupling constant in gauge theories using Wilson loops2009

    • Author(s)
      E.Bilgici, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D 80

      Pages: 034504(14)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pion form factors from two-flavor lattice QCD with exact chiral symmetry2009

    • Author(s)
      JLQCD, TWQCD collaborations : S.Aoki et al.
    • Journal Title

      Physical Review D 80

      Pages: 034508(20)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-perturbative renormalization of bilinear operators with dynamical overlap fermions2009

    • Author(s)
      JLQCD, TWQCD collaborations : J.Noaki et al.
    • Journal Title

      Physical Review D 81

      Pages: 034502(22)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Error analysis for a matrix pencil of Hankel matrices with perturbed complex moments2009

    • Author(s)
      T.Sakurai et al.
    • Journal Title

      JSIAM Letters 1

      Pages: 76-79

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study of Aoki phase in Nc=2 gauge theories with fundamental and adjoint fermions2009

    • Author(s)
      H.Matsufuru et al.
    • Journal Title

      PoS : Proceedings of The XXVII International Symposium on Lattice Field Theory LAT2009

      Pages: 064(7)

  • [Journal Article] Search for the IR fixed point in the twisted Polyakov loop scheme2009

    • Author(s)
      E.Bilgici et al.
    • Journal Title

      PoS : Proceedings of The XXVII International Symposium on Lattice Field Theory LAT2009

      Pages: 063(8)

  • [Journal Article] Nucleon sigma term and strange quark content in 2+1-flavor QCD with dynamical overlap fermions2009

    • Author(s)
      H.Ohki et al.
    • Journal Title

      PoS : Proceedings of The XXVII International Symposium on Lattice Field Theory LAT2009

      Pages: 124(7)

  • [Journal Article] Chiral properties of light mesons with N(f)=2+1 overlap fermions2009

    • Author(s)
      TWQCD, JLQCD Collaborati on(J.Noaki et al.)
    • Journal Title

      PoS : Proceedings of The XXVII International Symposium on Lattice Field Theory LAT2009

      Pages: 096(7)

  • [Journal Article] Convergence of chiral perturbation theory in dynamical lattice QCD with exact chiral symmetry2009

    • Author(s)
      J.Noaki for JLQCD, TWQCD Collaboration
    • Journal Title

      PoS : Proceedings of 2009 Kaon International Conference(KAON09) KAON2009

      Pages: 030(9)

  • [Journal Article] Flavor-singlet mesons in N f=2+1 QCD with dynamical overlap quarks2009

    • Author(s)
      JLQCD, TWQCD collaborations(T.Kaneko et al.)
    • Journal Title

      PoS : Proceedings of The XXVII International Symposium on Lattice Field Theory LAT2009

      Pages: 107(7)

  • [Journal Article] Study of the running coupling constant in 10-flavor QCD with the Schroedinger functional method2009

    • Author(s)
      N.Yamada et al.
    • Journal Title

      PoS : Proceedings of The XXVII International Symposium on Lattice Field Theory LAT2009

      Pages: 066(7)

  • [Presentation] A hierarchical parallel eigenvalue solver for nonlinear eigenvalue problems2010

    • Author(s)
      櫻井鉄也
    • Organizer
      2nd International Workshops on Advances in Computational Mechanics
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜, 横浜
    • Year and Date
      2010-03-30
  • [Presentation] 多フレーバー格子ゲージ理論計算におけるシュレーディンガー汎関数法のGPUを用いた加速について2010

    • Author(s)
      石川健一
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] GPUクラスタによる格子QCD計算2010

    • Author(s)
      尾崎祐介
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] BiCGSTAB法における解の精度劣化の解析と精度混合演算による解の精度改善2010

    • Author(s)
      片岡弘幸
    • Organizer
      日本応用数理学会2010年連合発表会
    • Place of Presentation
      筑波大学計算科学研究連合発表会会場, つくば
    • Year and Date
      2010-03-08
  • [Presentation] 階層的並列計算環境における電子状態計算の高性能並列固有値解法2010

    • Author(s)
      二村保徳
    • Organizer
      日本応用数理学会2010年連合発表会
    • Place of Presentation
      筑波大学計算科学研究連合発表会会場, つくば
    • Year and Date
      2010-03-08
  • [Presentation] A Comparative Study of Parallel Generalized Eigenvalue Solvers with an Application to Accelerator Cavity Design2010

    • Author(s)
      櫻井鉄也
    • Organizer
      Parallel Processing for Scientific Computing
    • Place of Presentation
      Seattle, U.S.A
    • Year and Date
      2010-02-25
  • [Presentation] Scalable Eigensolver for Electronic Structure Calculations on Hierarchical Parallel Computers2010

    • Author(s)
      二村保徳
    • Organizer
      Parallel Processing for Scientific Computing
    • Place of Presentation
      Seattle, U.S.A
    • Year and Date
      2010-02-25
  • [Presentation] Application of Many-core Accelerators for Problems in Astronomy and Physics(invited talk)2010

    • Author(s)
      N.Nakasato
    • Organizer
      13th International Workshop on Advanced Computing and Analysis Techniques in Physics Research
    • Place of Presentation
      Jaipur, India
    • Year and Date
      2010-02-24
  • [Presentation] 3次元ニュートリノ輻射輸送計算へ向けて2010

    • Author(s)
      住吉光介
    • Organizer
      超新星の爆発機構とガンマ線バースト源エンジンの統一的解明
    • Place of Presentation
      国立天文台
    • Year and Date
      2010-01-06
  • [Presentation] 格子QCDシミュレーションにおける固有値問題2009

    • Author(s)
      松古栄夫
    • Organizer
      特異値固有値合同ワークショップ
    • Place of Presentation
      エポカルつくば、つくば市
    • Year and Date
      20091121-22
  • [Presentation] Nc=2格子ゲージ理論の Wilson-Dirac 演算子に関する相構造2009

    • Author(s)
      松古栄夫
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      甲南大学、神戸
    • Year and Date
      20090910-20090913
  • [Presentation] 近似解の精度劣化を回避する Block BiCGGR 法とその応用2009

    • Author(s)
      多田野寛人
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所RIMS研究集会「数値解析と数値計算アルゴリズムの最近の展開」
    • Place of Presentation
      京大学館, 京都
    • Year and Date
      2009-12-14
  • [Presentation] Light meson spectrum with a $N f=2+1$ dynamical overlap simulation2009

    • Author(s)
      J.Noaki
    • Organizer
      2009 Taipei Workshop on Lattice QCD
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2009-12-13
  • [Presentation] A Contour Integral Bases Method for Nonlinear Eigenvalue Problems2009

    • Author(s)
      櫻井鉄也
    • Organizer
      International Symposium of Electronic Structure Calculations
    • Place of Presentation
      東京大学弥生講堂一条ホール, 東京
    • Year and Date
      2009-12-08
  • [Presentation] An application of an eigensolver with shifted linear systems to eigenproblems in lattice QCD2009

    • Author(s)
      大野浩史
    • Organizer
      International Symposium of Electronic Structure Calculations
    • Place of Presentation
      東京大学弥生講堂一条ホール
    • Year and Date
      2009-12-07
  • [Presentation] A Hierarchical Parallel Eigensolver for Large-Scale Scientific Computing2009

    • Author(s)
      櫻井鉄也
    • Organizer
      International Symposium of Electronic Structure Calculations
    • Place of Presentation
      東京大学弥生講堂一条ホール
    • Year and Date
      2009-12-07
  • [Presentation] Scalable Parallel Algorithm for Electronic Structure Calculations by Band Localization2009

    • Author(s)
      二村保徳
    • Organizer
      International Symposium of Electronic Structure Calculations
    • Place of Presentation
      東京大学弥生講堂一条ホール
    • Year and Date
      2009-12-07
  • [Presentation] Cutoff 付きブロック近似逆行列前処理の性能評価2009

    • Author(s)
      山崎育朗
    • Organizer
      日本応用数理学会「行列・固有値問題の解法とその応用」研究部会 第8回研究会
    • Place of Presentation
      国立情報学研究所, 東京
    • Year and Date
      2009-11-26
  • [Presentation] 格子QCDに対する多倍長精度 Krylov 部分空間反復法の適用2009

    • Author(s)
      片岡弘幸
    • Organizer
      日本応用数理学会「行列・固有値問題の解法とその応用」研究部会第8回研究会
    • Place of Presentation
      国立情報学研究所, 東京
    • Year and Date
      2009-11-26
  • [Presentation] バンド局所化による電子状態計算の高性能並列アルゴリズム2009

    • Author(s)
      二村保徳
    • Organizer
      特異値・固有値合同ワークショップ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場, つくば
    • Year and Date
      2009-11-21
  • [Presentation] Cutoff 付きブロック近似逆行列前処理の性能評価2009

    • Author(s)
      山崎育朗
    • Organizer
      特異値・固有値合同ワークショップ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場, つくば
    • Year and Date
      2009-11-21
  • [Presentation] Block BiCGGR法の適用による周回積分固有値解法の精度向上2009

    • Author(s)
      多田野寛人
    • Organizer
      特異値・固有値合同ワークショップ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場, つくば
    • Year and Date
      2009-11-21
  • [Presentation] 格子QCDに対する前処理付き多倍長精度 Krylov 部分空間反復法の適用と性能評価2009

    • Author(s)
      片岡弘幸
    • Organizer
      特異値・固有値合同ワークショップ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場, つくば
    • Year and Date
      2009-11-21
  • [Presentation] 周回積分固有値解法を用いた格子QCDの all to all propagator 計算2009

    • Author(s)
      大野浩史
    • Organizer
      特異値・固有値合同ワークショップ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場, つくば
    • Year and Date
      2009-11-21
  • [Presentation] Spectral Projector に基づく非線形固有値問題の解法2009

    • Author(s)
      櫻井鉄也
    • Organizer
      特異値・固有値合同ワークショップ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場, つくば
    • Year and Date
      2009-11-21
  • [Presentation] A Hierarchical Parallel Method for Solving Nonlinear Eigenvalue Problems2009

    • Author(s)
      櫻井鉄也
    • Organizer
      SIAM Conference on Applied Linear Algebra 2009
    • Place of Presentation
      Monterey, U.S.A
    • Year and Date
      2009-10-28
  • [Presentation] Block BiCGGR法の適用による周回積分固有値解法の精度向上2009

    • Author(s)
      多田野寛人
    • Organizer
      日本応用数理学会2009年度年会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス, 大阪
    • Year and Date
      2009-09-29
  • [Presentation] 周回積分固有値解法を用いた格子QCDの all to all propagator 計算2009

    • Author(s)
      大野浩史
    • Organizer
      日本応用数理学会2009年度年会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス, 大阪
    • Year and Date
      2009-09-29
  • [Presentation] Spectral Projector に基づく非線形固有値問題の解法2009

    • Author(s)
      櫻井鉄也
    • Organizer
      日本応用数理学会2009年度年会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス, 大阪
    • Year and Date
      2009-09-29
  • [Presentation] バンド局所化による電子状態計算の高性能並列アルゴリズム2009

    • Author(s)
      二村保徳
    • Organizer
      日本応用数理学会2009年度年会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス, 大阪
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] 格子QCDに対する前処理付き多倍長精度 Krylov 部分空間反復法の適用と性能評価2009

    • Author(s)
      片岡弘幸
    • Organizer
      日本応用数理学会2009年度年会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス, 大阪
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] Cutoff 付きブロック近似逆行列前処理の性能評価2009

    • Author(s)
      山崎育朗
    • Organizer
      日本応用数理学会2009年度年会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス, 大阪
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] A Block Approximate Inverse With Cutoff Preconditioner For Semi-Sparse Linear Systems2009

    • Author(s)
      山崎育朗
    • Organizer
      International Conference on Preconditioning Techniques for Scientific and Industrial Applications
    • Place of Presentation
      Hong Kong, China
    • Year and Date
      2009-08-25
  • [Presentation] A method for finding zeros of polynomial equations using a contour integral based eigensolver2009

    • Author(s)
      櫻井鉄也
    • Organizer
      Symbolic Numeric Computation 2009
    • Place of Presentation
      コープイン京都, 京都
    • Year and Date
      2009-08-04
  • [Presentation] Chiral properties of light mesons with $N_f=2+1$ overlap fermions2009

    • Author(s)
      J.Noaki
    • Organizer
      The XXVII International Symposium on Lattice Field Theory
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2009-07-28
  • [Presentation] Study of Aoki phase in Nc=2 gauge theories with fundamental and adjoint fermions2009

    • Author(s)
      松古栄夫
    • Organizer
      The XXVII International Symposium on Lattice Field Theory
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2009-07-27
  • [Presentation] GPU上の大規摸格子シミュレーションに向けて2009

    • Author(s)
      松古栄夫
    • Organizer
      GPGPU研究会
    • Place of Presentation
      筑波大学計算科学研究センター
    • Year and Date
      2009-06-24
  • [Presentation] 格子QCDにおけるGPU計算2009

    • Author(s)
      尾崎祐介
    • Organizer
      GPGPU研究会
    • Place of Presentation
      筑波大学計算科学研究センター
    • Year and Date
      2009-06-24
  • [Presentation] Convergence of ChPT in dynamical lattice QCD with exact chiral symmetry2009

    • Author(s)
      J.Noaki
    • Organizer
      2009 Kaon International Conference(KAON09)
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2009-06-10
  • [Presentation] 大規模計算における数値アルゴリズムの貢献2009

    • Author(s)
      櫻井鉄也
    • Organizer
      第58回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      日本学術会議, 東京
    • Year and Date
      2009-06-09
  • [Presentation] 格子QCDデータグリッドILDG/JLDG(基調講演)2009

    • Author(s)
      吉江友照
    • Organizer
      平成21年度ITBLシンポジウム
    • Place of Presentation
      海洋研究開発機構 横浜研究所
    • Year and Date
      2009-05-29
  • [Presentation] 周回積分法で現れる連立一次方程式に対する Block Krylov 部分空間反復法の適用と性能評価2009

    • Author(s)
      多田野寛人
    • Organizer
      第14回計算工学講演会
    • Place of Presentation
      東京大学生産技術研究所, 東京
    • Year and Date
      2009-05-13
  • [Remarks]

    • URL

      http://bridge.kek.jp/A04/

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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