有限温度量子スピン系用計算機(ハイゼンベルク・マシーン)の開発

开发有限温度量子自旋系统计算机（海森堡机）

• 批准号: 18654068
• 负责人: 飯高 敏晃
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18654068/
• 关键词: 量子スピン系; 量子計算機; SIMD; ESR; 強相関; GPU; CUDA; Chebyshev多項式; 量子ズピン系; クラスレート; 分子性結晶; 分子磁石; エンタングルメント; 第一原理計算

電子スピン共鳴(ESR)は、電子スピンのダイナミクスを直接観測できる物性研究の強力な測定手段である。強相関電子系のESR研究は遅れていたが、最近、場の理論に基づく1次元量子スピン系のESR理論[1]などの新たな理論的手法が開発され、今まさに強相関系ESR研究が大きく展開しようとしている。昨年度は、我々が世界で初めて考案した有限温度強相関量子スピン系のESRスペクトルを直接数値計算する方法[2]を画像処理用言語Cgを用いてGPU(Graphics Processing Unit)を利用したSIMD(SingIe Instruction Many Data)型超並列計算機Heisenberg Machineへ移植した。その後、C言語に近く科学計算においてもGPUの性能をフルに引き出せる言語CUDAをNVIDIA社が発表したので、今年度は、Heisenberg Machine上でCUDAを用いて書いたESRスペクトル計算用プログラムを走らせるための準備として、古典N体問題用プログラムを走らせることに成功した。その結果、CUDAプログラムはCgプログラムの約20倍速いことが明らかになり[3]、ESRスペクトル計算用プログラムをCUDAに移植する基礎を築いた。[1]Oshikawa and Affleck,Phys.Rev.Lett.82,5136(1999).[2]T.Iitaka,and T.Ebisuzaki,Phys.Rev.Lett.90,047203(2003).[3]T.Hamada and T.Iitaka,(astro-ph/0703100).http://uk.arxiv.org/abs/astro-ph/0703100

The study of physical properties is directly related to the study of physical properties, and the methods for the determination of physical properties are widely used in the study of physical properties of electrical equipment (ESR) and electronic equipment. Phase Electronics ESR research, recent, field theory, one-dimensional quantum theory, ESR theory, ESR theory, new theory, ESR research, recent, field theory, one-dimensional quantum theory. Last year, we were asked to study the finite temperature intensity of quantum physics in the ESR system. The direct number calculation method [2] is used in portrait theory. Cg uses parallel GPU (Graphics Processing Unit) to transplant computers using the superparallel SIMD (SingIe Instruction Many Data) computer Heisenberg Machine. After that, C language has been used to calculate the performance of GPU. This year, the CUDA on Heisenberg Machine has been used to calculate the performance of CUDA NVIDIA. This year, CUDA has been used to calculate the performance of the Heisenberg Machine. The results show that CUDA has a high speed of about 20 times as fast as that of Cg, and that ESR has been used to calculate the size of the CUDA transplant. [1] Oshikawa and Affleck,Phys.Rev.Lett.82,5136 (1999). [2] T.IitakaLegend and T.Ebisuzaki T.Hamada and T.Iitaka Phys.Rev.Lett.90Lett.047203 (2003). [3] T.Hamada and T.Iitaka, (astro-ph/0703100).

项目成果

Dynamics of elemental lithium at megabar pressures

• DOI: 10.1103/physrevb.73.212301
• 发表时间: 2006-06
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: J. Tse;D. Klug;T. Iitaka

Pressure-induced isostructural phase transition of metal-doped silicon clathrates

• DOI: 10.1103/physrevb.75.012106
• 发表时间: 2007-01-01
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Iitaka, Toshiaki

Enhancement of entanglement transfer in a spin chain by phase-shift control

• DOI: 10.1103/physreva.75.012325
• 发表时间: 2006-10
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: K. Maruyama;T. Iitaka;F. Nori

HEISENBERG MACHINE: A Numerical Method for ESR Spectrum of Strongly Correlated Systems at Finite Temperatures

海森堡机：有限温度下强相关系统 ESR 谱的数值方法

• 发表时间: 2007
• 作者: Koji MAROYAMA;Toshiaki IITAKA;Franco NORI;Toshiaki IITAKA
• 通讯作者: Toshiaki IITAKA

Pressure-induced phase transformations in the Ba8Si46 clathrate

• DOI: 10.1103/physrevb.74.245209
• 发表时间: 2006-12
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Lirong Yang;Yanming Ma;T. Iitaka;John S. Tse;Kenny Ståhl;Y. Ohishi;Y. Wang;R. W. Zhang;Junye Liu;H. Mao;Jianzhong Jiang