High performance computing of density matrix renormalization group method for 2-dimensional model; Parallelization strategy toward peta computing

2次元モデル用密度行列繰り込み群法の高性能計算; ペタコンピューティングに向けた並列化

山田 進  ; 今村 俊幸*; 奥村 雅彦*   ; 五十嵐 亮; 大西 弘明  ; 町田 昌彦  

Yamada, Susumu; Imamura, Toshiyuki*; Okumura, Masahiko*; Igarashi, Ryo; Onishi, Hiroaki; Machida, Masahiko

本発表では、CREST及び科研費の研究計画に従い、実施した量子多体問題の高精度数値計算手法の並列化及び高速化について発表する。発表内容は準2次元の量子問題用に拡張した密度行列繰り込み群(DMRG)法を大規模並列計算機で高速に実行する方法に関する研究成果である。DMRG法を並列化すると全プロセッサ間での通信が必要になるが、この通信はペタコンピュータのような大規模な並列計算機では性能低下の原因になる。そこで、問題の物理的性質に着目し、通信パターンを適切に組合せることで、全プロセッサ間での通信が不要になる通信アルゴリズムを提案した。実際に、原子力機構のBX900及び東京大学のT2Kを利用したテスト計算から、これまでの通信量とほぼ変わらないにもかかわらず、通信時間は3分の1から4分の1程度に減少することを確認した。なお、本成果は科学技術振興機構・受託研究「超伝導新奇応用のためのマルチスケール・マルチフィジックスシミュレーション基盤の構築」の研究成果である一方、原子力材料のマルチスケールシミュレーション研究開発にも資する成果である。

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