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量子系の物性計算のための専用計算機の研究

计算量子系统物理性质的专用计算机研究

基本信息

批准号：
09740306
负责人：
泰地真弘人
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The Institute of Statistical Mathematics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、量子系の物性計算を、専用計算機を作成してシミュレーションを行うことの是非を検討することである。古典粒子系の分子動力学計算では、専用計算機の方法がすでに大きな成功をおさめている。量子系の計算は古典系の計算に比べて格段に計算量が多いので、こうした方法が量子系の物性計算でも有効であれば非常に有用である。本研究では、強相関電子系などのモンテカルロ計算で重要な役割を果たす密行列の解法、対角化を専用計算機で高速に計算できるかどうかを中心に検討した。その結果、これらのシミュレーションは専用計算機で高速に行うことができることがわかった。さらに、これらの目的のための計算機にどの程度汎用性を持たせられるかについて検討をおこなった。その結果、こうした用途に置いては、多数の演算器に同一のデータを供給し同一の演算をおこなう変形SIMD方式の演算装置で高速化できることがわかった。こうした演算装置は通常のマイクロプロセッサに比べて遥かに高い集積度・性能を得ることができ、そのため通常の並列計算機に比べて10倍以上コストパフォーマンスが良い。また、汎用性を高めることによって量子系以外の計算も本計算機で高速に実行することができる。このような計算機の基本設計を行い、ワークステーション上で動作するシミュレーターによってその性能を確認した。こうした研究を通じて、準専用的な計算機が今後の科学シミュレーションにとって非常に重要な意味を持つであろうことがわかった。

The purpose of this study is to calculate the physical properties of quantum systems and to make them available on computers. Molecular dynamics calculations of classical particle systems are highly successful with computer methods. The calculation of quantum system is more useful than the calculation of classical system. In this paper, we study the high speed calculation of the strong correlation electron system, the solution of the dense array of the important results, and the central analysis of the high correlation electron system. The result is that the computer is running at high speed. The purpose of the computer is to increase the degree of versatility of the computer. The result is that most of the algorithms provide the same data and the same algorithm. The SIMD algorithm is fast. The computing device is usually more than 10 times better than the remote computer. The computer has a high speed of operation outside the quantum system. The basic design of the computer is to confirm the performance of the computer. The importance of computer science for future research and development is very important.