|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Развитие алгоритмических подходов решения вычислительно сложных задач физики элементарных частицНИР
Development of algorithmic approaches to solving computationally complex problems in elementary particle physics
- Руководитель НИР: Смирнов А.В.
- Ответственный исполнитель: Баронов А.В.
- Участники НИР: Воронцова М.И., Григорьева М.А., Гуляев Д.А., Михеев М.Ю., Молокоедов В.С., Солохин А.М., Чухарев Ф.С., Яковлев Р.В.
- Подразделение: 4.13.Лаборатория математического моделирования
- Срок исполнения: 1 января 2021 г. - 31 декабря 2025 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 10
- Номер ЦИТИС: АААА-А21-121011390108-1
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным исследованиям в различных областях знаний и в нанотехнологиях
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к передовым цифровым, интеллектуальным технологиям
- ПН России: Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
- Направление технологического прорыва России: Ядерные технологии
- Критическая технология России: Технологии и программное обеспечение распределенных и высокопроизводительных вычислительных систем
-
Рубрики ГРНТИ:
- 27.41.41 Алгоритмы решения задач вычислительной и дискретной математики
- 29.05.03 Математические методы теоретической физики
- Классификатор OECD: Математическая физика, Физика элементарных частиц и квантовая теория поля
-
Ключевые слова:
физика элементарных частиц, фейнмановские интегралы, квантополевые модели, высокопроизводительные вычисления
elementary particle physics, feynman integrals, high-performance computing, quantum field models -
Описание:
Цель проекта - дальнейшее развитие методов вычисления многопетлевых фейнмановских интегралов и соответствующих алгоритмов: метода интегрирования по частям, метода дифференциальных уравнений, метода редукции интегралов, метода секторных разложений, а также практическое применение данных алгоритмов для расчетов в физике элементарных частиц.
-
Abstract:
The goal of the project is the further development of methods for calculating multiloop Feynman integrals and corresponding algorithms: the method of integration by parts, the method of differential equations, the method of reduction of integrals, the method of sector expansions, as well as the practical application of these algorithms for calculations in elementary particle physics.
-
Планируемые результаты:
В планах проекта - работа над ускорением программы вычисления интегралов Фейнмана FIESTA с использованием современных графических процессоров, вставок на языке ассемблер, а также оптимизации с использованием инструкций процессора AVX и SSE. Одним из важных шагов по развитию программы вычисления интегралов Фейнмана FIESTA также является применение альтернативных методов секторного разложения и альтернативных интеграторов, включая основанный на методе тензорных поездов, для которого планируется получить аналитическую оценку сходимости. Помимо этого планируется развитие алгоритмов приведения системы дифференциальных уравнений для мастер-интегралов к каноническому виду, а также важным результатом работы над методами должно стать применение оптимизированных версий развиваемых компьютерных программ в многопетлевых вычислениях в физике высоких энергий.
-
Научный задел:
Руководителем проекта разработаны и сделаны публичными программы для редукции и вычисления интегралов Фейнмана, которые активно используются научным сообществом. Данные алгоритмы и программы требуют дальнейшего развития, и у участников имеется достаточная экспертиза в параллельном программировании, чтобы претворить идеи по развитию в реальность. Кроме того, данный проект естественным образом продолжает аналогичную пятилетнюю бюджетную тему.
- Добавил в систему: Смирнов Александр Владимирович
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Развитие алгоритмических подходов решения вычислительно сложных задач физики элементарных частиц |
| Результаты этапа: В результате работы в 2021 году было получено значительное продвижение по ускорению программы FIESTA, использующейся для автоматизированного численного вычисления интегралов Фейнмана. Одно из важных ускорений было основано на разработке и применении нового интегратора - программы, адаптивно генерирующей точки для вычисления функции с целью получения желаемой погрешности на меньшем количестве точек и, тем самым, сокращении времени работы программы. Другое важное ускорение связано с векторизацией кода, после правильного выравнивания памяти и ручного применения так называемых интринсиков, транслирующихся в avx-инструкции процессора, мы смогли получить ускорение интегрирования на примерно 30 процентов. Это существенное ускорение, поскольку для получения высокой точности интегрирование занимает практически сто процентов времени вычисления. Благодаря полученному ускорению мы смогли проверить ряд важных физических результатов, полученных иным способом, и, тем самым, опубликовать статьи с расчетами в области физики элементарных частиц. Статья с описанием новой версии программы FIESTA будет опубликована в 2022 году, а работа над ее ускорением будет продолжена. | ||
| 2 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Развитие алгоритмических подходов решения вычислительно сложных задач физики элементарных частиц |
| Результаты этапа: Главным результатом 2022 года является завершение работ над новой версией программы FIESTA, осуществляющей вычисление интегралов Фейнмана путем подхода с использованием секторного разложения, и публикация соответствующей статьи. В основу публикации легли разные улучшения, частично реализованные уже в 2021 году - добавление новых интеграторов с использованием тензорных поездов и квазимонтекарло, низкоуровневая оптимизация с использованием интринсиков и avx-инструкций, общая оптимизация алгоритмов и многое другое. Также продолжаются работы по улучшению программы FIESTA с использованием asm-генерируемого кода для оптимального вычисления конкретного интеграла. В планах также использование оптимизаций llvm и вычислений на графических процессорах. Данная работа позволила получить ряд важных результатов в физике элементарных частиц, отраженных в публикациях по проекту. | ||
| 3 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Развитие алгоритмических подходов решения вычислительно сложных задач физики элементарных частиц |
| Результаты этапа: | ||
| 4 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Развитие алгоритмических подходов решения вычислительно сложных задач физики элементарных частиц |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".