Quantum Monte Carlo Using Multicore Processors: Enabling Simulations in Inhomogeneous Environments

使用多核处理器的量子蒙特卡罗:在非均匀环境中实现模拟

基本信息

  • 批准号:
    1005503
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 67.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-15 至 2015-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Developing an understanding of, and a predictive capability for, strongly correlated electron systems (SCES), is a rapidly evolving field that relies critically on faster computation for continued progress. SCES form the basis of crucial materials capabilities, including high temperature superconductivity, nuclear fuels, new classes of thermoelectrics, and the exotic and promising behavior seen in cold atomic gases. SCES are difficult materials to model theoretically because of the highly time-dependent fluctuations of their electronic constituents. An important emerging technology is the multicore processor, where an increasingly large number of CPUs ("cores") are juxtaposed on a single chip and thus are extremely closely coupled. The resulting (expected) speedup in computational throughput comprises a promising path to sidestep the well publicized breakdown of Moore's law in semiconductor technology.This project involves the development of advanced computational physics methods, "Quantum Monte Carlo" and "Density Functional Theory," for studying SCES properties. The capabilities of these new approaches will be greatly enhanced by the formulation of efficient strategies for their implementation on emerging multicore processors. This work crosses the intellectual boundary between condensed matter and atomic physics, and also between physics, applied mathematics, and computer science. The applications will explore effects of interactions on novel quantum states of matter which arise from magnetic, metal-insulator, and superconducting transitions. A particular project focus will be on the effect of spatial inhomogeneities ("defects") on ordered phases of quantum systems. In addition to advancing research in computational physics and materials science, this work has broader impacts to training graduate students and postdoctoral researchers in interdisciplinaryresearch tools. The Principal Investigators have also a substantial effort in involving undergraduate students and even high school students in research, which they will continue with this project.
发展对强关联电子系统(SCES)的理解和预测能力是一个快速发展的领域,它严重依赖于更快的计算以持续进步。SCES形成了关键材料能力的基础,包括高温超导性,核燃料,新型热电材料,以及冷原子气体中的奇异和有前途的行为。SCES是很难在理论上建模的材料,因为它们的电子成分的高度依赖于时间的波动。 一个重要的新兴技术是多核处理器,其中越来越多的CPU(“核心”)并置在单个芯片上,因此非常紧密地耦合。 计算量的加速(预期)包括一个有希望的途径,以回避众所周知的半导体技术中的摩尔定律的崩溃。这个项目涉及先进的计算物理方法,“量子蒙特卡罗”和“密度泛函理论”的发展,用于研究SCES属性。 这些新方法的能力将大大提高了制定有效的战略,他们的新兴多核处理器上的实施。 这项工作跨越了凝聚态和原子物理之间的知识界限,也跨越了物理学、应用数学和计算机科学之间的知识界限。 这些应用将探索相互作用对磁性,金属-绝缘体和超导转变产生的物质新量子态的影响。 一个特别的项目重点将是空间不均匀性(“缺陷”)对量子系统有序相的影响。 除了推进计算物理学和材料科学的研究外,这项工作对培养研究生和博士后研究人员跨学科研究工具具有更广泛的影响。 主要研究人员也在让本科生甚至高中生参与研究方面做出了巨大努力,他们将继续进行这个项目。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Richard Scalettar其他文献

A hybrid Monte Carlo study of bond-stretching electron–phonon interactions and charge order in BaBiO3
对 BaBiO3 中键拉伸电子-声子相互作用和电荷有序的混合蒙特卡罗研究
  • DOI:
    10.1038/s41524-023-00998-6
  • 发表时间:
    2023-03-24
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.900
  • 作者:
    Benjamin Cohen-Stead;Kipton Barros;Richard Scalettar;Steven Johnston
  • 通讯作者:
    Steven Johnston
Magnetoresistance effects in a spin-fermion model for multilayers
多层自旋费米子模型中的磁阻效应
π phase shift across stripes in a charge density wave system
  • DOI:
    https://doi.org/10.1103/PhysRevB.105.115116
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Tao Ying;Richard Scalettar;Rubem Mondaini
  • 通讯作者:
    Rubem Mondaini

Richard Scalettar的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Richard Scalettar', 18)}}的其他基金

U.S.-Brazil Dissertation Enhancement: Magnetism and Transport in the Inhomogeneous Hubbard Model
美国-巴西论文强化:非齐次哈伯德模型中的磁性和输运
  • 批准号:
    0803230
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Metal-Insulator Transitions in Correlated Quantum Systems
相关量子系统中的金属-绝缘体跃迁
  • 批准号:
    0312261
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ITR: Advances of Core Numerical Linear Algebra Techniques for Quantum Simulations in Solid State Physics
ITR:固体物理量子模拟核心数值线性代数技术的进展
  • 批准号:
    0313390
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
U.S.-France Cooperative Research: Disorder-Driven Quantum Phase Transitions
美法合作研究:无序驱动的量子相变
  • 批准号:
    0124863
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Superconductivity in The Disordered, Attractive Hubbard Model
无序、有吸引力的哈伯德模型中的超导性
  • 批准号:
    0203837
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Quantum Phase Transitions and Vortex Dynamics
量子相变和涡动力学
  • 批准号:
    9528535
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CS&E Postdoctoral Associate for Parallel Computing and Quantum Simulations
CS
  • 批准号:
    9405041
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Quantum Critical Phenomena in Disordered Interacting Bose Systems
无序相互作用玻色系统中的量子临界现象
  • 批准号:
    9206023
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

DDH头臼匹配性三维空间形态表征及PAO 手术髋臼重定向Monte Carlo随机最优控 制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于鞘层Monte Carlo粒子仿真模型的非稳态真空弧等离子体羽流的内外流一体化数值模拟研究
  • 批准号:
    12372297
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
复杂空间上具有特殊约束的Monte Carlo方法
  • 批准号:
    12371269
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    43.5 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于格子Boltzmann和Monte Carlo方法的中子输运本构关系及低维控制方程研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
在大数据和复杂模型背景下探究更有效的Markov chain Monte Carlo算法
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于Monte Carlo模拟的铒基稀土高掺杂纳米材料上转换发光过程的机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
嵌段共聚物在软硬壁组成的受限空间中的诱导自组装行为的Monte Carlo 研究
  • 批准号:
    21863010
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    41.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
间接优化的高效Monte Carlo声传播研究
  • 批准号:
    61772458
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    16.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Monte Carlo法强化管表面颗粒-析晶垢形成机理及预测模型研究
  • 批准号:
    51606049
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
任意各向异性三维直流电阻率巷道超前探测的并行Monte Carlo方法研究
  • 批准号:
    41674076
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Quantum Monte Carlo methods beyond the fixed-node approximation: excitonic effects and hydrogen compounds
超越固定节点近似的量子蒙特卡罗方法:激子效应和氢化合物
  • 批准号:
    2316007
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RUI New Generation of AI-Augmented Quantum Monte Carlo Libraries to Guide the Search for Exotic Superfluid Phases in Cold Atoms
RUI 新一代人工智能增强量子蒙特卡罗库指导冷原子中奇异超流体相的搜索
  • 批准号:
    2207048
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Quantum Monte Carlo studies of periodic many-body systems
周期性多体系统的量子蒙特卡罗研究
  • 批准号:
    2731113
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Studentship
Study of novel quantum properties in low dimensional He systems using the Quantum Monte Carlo method.
使用量子蒙特卡罗方法研究低维 He 系统中的新颖量子特性。
  • 批准号:
    21K03451
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Developments of computational positron spectroscopy based on quantum Monte Carlo method
基于量子蒙特卡罗方法的计算正电子能谱研究进展
  • 批准号:
    21K04983
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Accurate Quantum Chemistry of Protein Active Sites using Auxiliary-Field Quantum Monte Carlo
使用辅助场量子蒙特卡罗对蛋白质活性位点进行精确的量子化学分析
  • 批准号:
    9911383
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
Accurate Quantum Chemistry of Protein Active Sites using Auxiliary-Field Quantum Monte Carlo
使用辅助场量子蒙特卡罗对蛋白质活性位点进行精确的量子化学分析
  • 批准号:
    10084166
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
Collaborative Research: EAGER-QSA: Variational Monte-Carlo-Inspired Quantum Algorithms for Many-Body Systems and Combinatorial Optimization
合作研究:EAGER-QSA:用于多体系统和组合优化的变分蒙特卡罗量子算法
  • 批准号:
    2038030
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: EAGER-QSA: Variational Monte-Carlo-Inspired Quantum Algorithms for Many-Body Systems and Combinatorial Optimization
合作研究:EAGER-QSA:用于多体系统和组合优化的变分蒙特卡罗量子算法
  • 批准号:
    2037984
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Machine Learning Applications for Quantum Monte Carlo
量子蒙特卡罗的机器学习应用
  • 批准号:
    544955-2019
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 67.5万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Master's
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了