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N-independent localized Krylov-Bogoliubov-de Gennes Method; Ultra-fast numerical approach to large-scale inhomogeneous superconductors

N依存しない局所クリロフボゴリウボフドジャン法; 大規模非一様超伝導体に対する超高速数値手法

永井 佑紀  

Nagai, Yuki

超伝導ナノデバイスのシミュレーションを行うためには、磁束の侵入や欠陥導入などの非一様な状況においても高精度に計算する手法を開発することが必要である。しかしながら、ボゴリウボフドジャン法は行列の対角化問題であるために、大きな超伝導体での計算を精度よく高速に行うことは難しかった。そこで、本研究においては、超伝導秩序変数とグリーン関数の局所性を利用することにより、従来の計算よりも計算量を大幅に削減した手法「局所クリロフボゴリウボフドジャン法(LK-BdG法)」を開発した。この手法により、自己無撞着計算であればシステムサイズの1乗、状態密度などの局所量であればシステムサイズに依存しない計算量で実行が可能となった。これにより、5000万次元以上の行列に対する問題を解くことが可能となり、磁束集団などこれまでシミュレーションが不可能であった領域のシミュレーションが可能となった。

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パーセンタイル:51.78

分野:Physics, Multidisciplinary

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