モンテカルロ多次元積分における並列計算アルゴリズムの研究

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素粒子反応自動計算システムでは、散乱断面積の計算におけるモンテカルロ多次元積分が重要な役割を果たす。本研究では、モンテカルロ多次元積分の精度の向上および計算効率の向上を目的として、1.多次元モンテカルロ積分BASESのハイブリッド並列化2.新たな多次元積分アルゴリズムの開発およびその並列化の2つの方向から並列計算アルゴリズムの開発をすすめた。1.および2.で開発した並列化アルゴリズムをコード化し、多次元積分に要する計算時間が大幅に短縮されることを検証した。検証後は自動計算システム(GRACE)へ組み込み、並列化なくしては実用的な時間内に計算結果を得ることが困難であった高次の素粒子反応断面積の計算を行った。本研究では、並列計算試験のため高性能ワークステーション8台からなるファームを構築し、並列化コードの検証、自動計算システムへの組み込みおよび性能評価を、この試験環境で実施した。性能評価により、1.および2.の並列化アルゴリズムが、有効に計算時間を短縮し計算効率を格段に向上させることがわかった。計算時間が短縮したため、より精度をあげた散乱断面積の計算を実行できることも示した。以下に、当該研究期間の活動をまとめた。平成12年度・自動計算システムで用いるファインマングラフによる手法に有効なグラフトポロジー解析ツールの開発・並列計算アルゴリズム試験環境の構築・多次元モンテカルロ積分BASESのハイブリッド並列化平成13年度・新たなモンテカルロ多次元積分アルゴリズム、DICEの開発および並列化平成14年度・自動計算システムへの組込み・実際の素粒子反応断面積の計算に応用