Associate Professor NAKAYAMA Takuro receives the Young Scientists’ Prize

The “Commendation for Science and Technology by the Minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology”, from the science ministry MEXT, recognizes individuals who have produced outstanding results in research, development, and promotion of public understanding of science and technology.

This year’s awardees were announced on 8 April, and Associate Professor NAKAYAMA Takuro, belonging to CCS was selected for the Young Scientists’ Prize.

The award ceremony will take place on 20 April at MEXT and online.

【受賞】中山卓郎助教が令和4年文部科学大臣表彰 若手科学者賞を受賞

生命科学研究部門の中山 卓郎助教が令和4年度 科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞を受賞されました。

受賞業績名:微生物共生性シアノバクテリ アの進化と多様性に関する研究

表彰式は4月20日に文部科学省3階 講堂及びオンラインで開催され、後日その様子がYouTubeに掲載される予定です。

 

関連URL(文部科学省 令和4年度科学技術分野の文部科学大臣表彰受賞者等の決定について)https://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/mext_00989.html

 

 

【動画公開】計算メディカルサイエンス 研究紹介3&4

筑波大学計算科学研究センターでは、最先端の計算科学を医学と連携させる新たな取組みとして「医計連携」を創出する「計算メディカルサイエンス事業」を推進しています。

本動画では、計算メディカルサイエンス事業の4つのプロジェクトチームのうち、(3) 3D Surgical Vision および (4) 計算光バイオイメージングについて、その研究の内容と最新の成果を紹介しています。

 

『3D Surgical Vision 』プロジェクトチーム

 

『計算光バイオイメージング』プロジェクトチーム

第11回JCAHPCセミナー (OFP運用終了記念シンポジウム)「ありがとうOFP:京から富岳への狭間で咲いた大輪の花」

最先端共同HPC基盤施設(JCAHPC: Joint Center for Advanced High Performance Computing)筑波大学計算科学研究センター東京大学情報基盤センターが共同で2013年に設立しました。 JCAHPCでは国内最大級の計算性能を有するOakforest-PACSシステム(OFP)を設計、導入し、2016年10月より共同で運用を開始して以来、最先端の計算科学を推進し、我が国と世界の学術及び科学技術の振興に寄与してまいりました。 JCAHPCはHPCIシステム構成機関として「新型コロナウイルス感染症対応HPCI臨時公募課題」 に計算資源を提供し、新型コロナウイルス感染症に関する研究推進に貢献しました。 OFPは運用開始直後の2016年11月のTOP500で「京」を上回り,国内最高性能を達成し,更に2019年8月末の「京」運用停止後,2021年3月に「富岳」が正式に稼働を開始するまでの約1年半の間,実質的にNational Flagship Systemとしての役割を果たしました。

さて,OFPも2022年3月31日を以て運用を終了いたします。本セミナーではJCAHPC設立,及びその準備段階からの10年あまりを振り返るとともに,将来へ向けた展望も紹介いたします。 JCAHPCを構成する筑波大・東大センター教員とそのOBの他,OFPと同じIntel Xeon Phi搭載システムを運用する北大・京大センター教員の皆様,OFPのヘビーユーザーの皆様からの講演も予定しております。OFP後継機(OFP-II),筑波大・東大各センターとしての将来計画の他,次世代先端的計算基盤の開発に向けたコミュニティ活動であるNGACI(Next-Generation Advanced Computing Infrastructure)についてもご紹介いただきます。

皆様とともに,OFPの功績を振り返り,日本と世界のHPCの将来へ向けた議論ができればと考えております。
オンラインではありますが,是非とも多くの皆様にご参加いただきたく,よろしくお願いいたします。

第11回JCAHPCセミナー

日時:2022 年 5 月 27 日(金)(13 : 00 〜 17 : 50)
形態:オンライン
主催:最先端共同HPC基盤施設(JCAHPC)
共催:筑波大学計算科学研究センター,東京大学情報基盤センター
参加費:無料,「事前参加登録」をお願いいたします。

参加申込

申込フォーム

※必ず事前登録をお願いいたします(セミナーの前日まで受け付けます)

プログラム

【第1部】開会
 座長:田浦健次朗(東京大学情報基盤センター/JCAHPC)

13:00 – 13:05 開会
13:05 – 13:20 来賓等挨拶(ビデオレター)

【第2部】OFP概要
 座長:建部修見(筑波大学計算科学研究センター/JCAHPC)

13:20 – 13:40 佐藤三久(理化学研究所計算科学研究センター)
JCAHPC設立と理念
13:40 – 14:00 朴泰祐(筑波大学計算科学研究センター/JCAHPC)
OFPの概要と導入について
14:00 – 14:15 深沢圭一郎(京都大学学術情報メディアセンター)
Camphor2:OFPと同じXeon Phi KNLを搭載し,OFPより少し長く運用される
京都大学スパコン
14:15 – 14:30 岩下武史(北海道大学情報基盤センター)
北大スパコン Polaire ー設計思想と活用研究ー
14:30 – 14:45 (ディスカッション)

【第3部】OFPによる成果
 座長:高橋大介(筑波大学計算科学研究センター/JCAHPC)

14:55 – 15:15 中島研吾(東京大学情報基盤センター/JCAHPC)
Oakforest-PACSによる研究成果の概要
15:15 – 15:35 三好建正(理化学研究所計算科学研究センター)
世界初リアルタイム30秒更新ゲリラ豪雨予測実験
15:35 – 15:55 井戸村泰宏(日本原子力研究開発機構(JAEA))
Oakforest-PACSにおける大規模CFD解析向け省通信型行列解法の開発

【第4部】次の一手
 座長:中村宏(東京大学情報基盤センター/JCAHPC)

16:05 – 16:25 朴泰祐(筑波大学計算科学研究センター/JCAHPC)
筑波大学におけるビッグメモリスーパーコンピュータの導入
16:25 – 16:45 中島研吾(東京大学情報基盤センター/JCAHPC)
東京大学情報基盤センターの現状と今後の計画
16:45 – 17:05 近藤正章(慶應義塾大学/理化学研究所計算科学研究センター)
次世代先端的計算基盤の開発に向けたNGACIでの取り組み
17:05 – 17:25 塙敏博(東京大学情報基盤センター/JCAHPC)
Oakforest-PACS IIに向けて
17:25 – 17:40 中村宏(東京大学情報基盤センター/JCAHPC)
(ディスカッション)
17:40 – 17:45 石川裕(国立情報学研究所(NII))
OFP運用終了に当たって
17:45 – 中村宏(東京大学情報基盤センター/JCAHPC)
閉会あいさつ

 

本セミナーの問い合わせ先

東京大学 情報基盤センター

中島研吾(幹事)
E-mail:nakajima@cc.u-tokyo.ac.jp
(”@”を半角にしてからお送りください。)

 

2021 CCS-EPCC Workshop

Date: March 30th (Wed) – 31st (Thu), 2022 5:00pm-9:00pm(JST)/9:00am-1:00pm(BST)
Venue: Online

DAY-1 (March 30th)

JST BST Talk title Presenter
17:00-17:20 9:00-9:20 Tsukuba overview Taisuke Boku
17:20-17:40 9:20-9:40 Big Memory Supercomputer Cygnus-BD and Parallel Persistent Memory File System Osamu Tatebe
(Div. of High-Performance Computing Systems)
17:40-18:05 9:40-10:05 Investigating DAOS for HPC storage Adrian Jackson
18:05-18:30 10:05-10:30 Quarkonium spectral functions from lattice QCD Hiroshi Ohno
(Div. of Particle Physics)
18:30-18:40

10:30-10:40

Break  
18:40-19:05 10:40-11:05 Quantum computing at EPCC Oliver Brown
19:05-19:30 11:05-11:30 Computational Approach to the Mechanism of Proton Conduction Materials Yuta Hori
(Div. of Life Sciences)
19:30-19:40 11:30-11:40 MONC and FFTE: refactoring and optimisations  Juan Rodriguez Herrera 
19:40-19:55 11:40-11:55 Simulation and Machine Learning Integration 

Anna Roubickova
(SiMLInt, Physics)

19:55-20:20 11:55-12:20 Developments and applications of DFT+RISM hybrid simulation for electrochemistry Minoru Otani

DAY-2 (March 31st)

JST BST Talk title Presenter
17:00-17:25 9:00-9:25 EPCC and the UK Exascale Program Mark Parsons
17:25-17:50 9:25-9:50 Identification of a new normal in city-scale extreme precipitation under warmer climate regimes Quang-Van DOAN
(Div. of Global Environmental Science)
17:50-18:00 9:50-10:00 ASiMoV-CCS: a new code for CFD & combustion Michele Weiland
18:00-18:15 10:00-10:15   Counting Goldbach partitions fast:
Vectorising and distributing number-theoretic transforms on Arm-based
supercomputers
Ricardo Jesus
18:15-18:40 10:15-10:40 Vlasov Simulation of Cosmological Relic Neutrinos on Supercomputer Fugaku Kohji Yoshikawa
(Div. of Astrophysics)
18:40-18:50 10:40-10:50 Break  
18:50-19:15 10:50-11:15 Vipera: RISC-V computing and micro kernels Maurice Jamieson
19:15-19:40 11:15-11:40 Real-Time Analytics Over Out-of-Order Data Streams By Incremental Sliding-Window Aggregation Savong Bou
(Div. of Computational Informatics)
19:40-20:05 11:40-12:05 Morpheus: a library for efficient runtime switching of sparse matrix storage formats Chris Stylianou
20:05-20:30 12:05-12:30 Open discussions

2021 CCS-EPCC Workshop

Date: March 30th (Wed) – 31st (Thu), 2022 5:00pm-9:00pm(JST)/9:00am-1:00pm(BST)
Venue: Online

DAY-1 (March 30th)

JST BST Talk title Presenter
17:00-17:20 9:00-9:20 Tsukuba overview Taisuke Boku
17:20-17:40 9:20-9:40 Big Memory Supercomputer Cygnus-BD and Parallel Persistent Memory File System Osamu Tatebe
(Div. of High-Performance Computing Systems)
17:40-18:05 9:40-10:05 Investigating DAOS for HPC storage Adrian Jackson
18:05-18:30 10:05-10:30 Quarkonium spectral functions from lattice QCD Hiroshi Ohno
(Div. of Particle Physics)
18:30-18:40

10:30-10:40

Break  
18:40-19:05 10:40-11:05 Quantum computing at EPCC Oliver Brown
19:05-19:30 11:05-11:30 Computational Approach to the Mechanism of Proton Conduction Materials Yuta Hori
(Div. of Life Sciences)
19:30-19:40 11:30-11:40 MONC and FFTE: refactoring and optimisations  Juan Rodriguez Herrera 
19:40-19:55 11:40-11:55 Simulation and Machine Learning Integration 

Anna Roubickova
(SiMLInt, Physics)

19:55-20:20 11:55-12:20 Developments and applications of DFT+RISM hybrid simulation for electrochemistry Minoru Otani

DAY-2 (March 31st)

JST BST Talk title Presenter
17:00-17:25 9:00-9:25 EPCC and the UK Exascale Program Mark Parsons
17:25-17:50 9:25-9:50 Identification of a new normal in city-scale extreme precipitation under warmer climate regimes Quang-Van DOAN
(Div. of Global Environmental Science)
17:50-18:00 9:50-10:00 ASiMoV-CCS: a new code for CFD & combustion Michele Weiland
18:00-18:15 10:00-10:15 Counting Goldbach partitions fast:
Vectorising and distributing number-theoretic transforms on Arm-based
supercomputers
Ricardo Jesus
18:15-18:40 10:15-10:40 Vlasov Simulation of Cosmological Relic Neutrinos on Supercomputer Fugaku Kohji Yoshikawa
(Div. of Astrophysics)
18:40-18:50 10:40-10:50 Break  
18:50-19:15 10:50-11:15 Vipera: RISC-V computing and micro kernels Maurice Jamieson
19:15-19:40 11:15-11:40 Real-Time Analytics Over Out-of-Order Data Streams By Incremental Sliding-Window Aggregation Savong Bou
(Div. of Computational Informatics)
19:40-20:05 11:40-12:05 Morpheus: a library for efficient runtime switching of sparse matrix storage formats Chris Stylianou
20:05-20:30 12:05-12:30 Open discussions

【受賞】藤田助教が情報処理学会の山下記念研究賞を受賞

高性能計算システム研究部門の藤田 典久助教が、情報処理学会の山下記念研究賞を受賞しました。

山下記念研究賞は、情報処理学会の研究会および研究会主催シンポジウムにおける研究発表のうちから特に優秀な論文を選び、その発表者に贈られるものです。授賞式は3月3日にオンラインで開催されました。

受賞タイトル:スーパーコンピュータCygnus上におけるFPGA間パイプライン通信の性能評価

関連URL:https://www.ipsj.or.jp/award/yamashita2021.html (外部リンク)

2022年度一般利用の募集

筑波大学計算科学研究センターでは、東京大学情報基盤センターが運用する高性能メニーコア クラスタ Wisteria-O(A64FX、ピーク性能25.9 PFLOPS)及び筑波大学計算科学研究センターが運用するGPU, FPGA混載型クラスタCygnus(V100、ピーク性能2.3 PFLOPS)の2台のスーパーコ ンピュータについて、各システムにおいて20%(Wisteria-Oについては筑波大割当分の20%)を目安とした計算機資源を全国共同利用機関として有償の一般利用に供することといたします。
2022 年度(2022年4月1日から2023年3月31日まで)の一般利用を募集しますので、希望される方は以下のページを確認の上、ご応募下さい。

一般利用

 

CCS Reports! No.4 「円周率探求は数世界に築くバベルの塔」公開

計算科学研究センター(CCS)に所属する教員・研究員へのインタビューを通して、一般の方へわかりやすく計算科学研究センターの取り組みを紹介する「CCS Reports!」に高橋大介先生の「Vol.4 円周率探求は数世界に築くバベルの塔」を公開しました。

「CCS Reports!」

「Vol.4 円周率探求は数世界に築くバベルの塔

円周率探求は数世界に築くバベルの塔

高橋大介 教授

高性能計算システム研究部門

皆さんは、π=パイの日」をご存知でしょうか?

巷では、ホワイトデーとなっている「3月14日」です。この日は、なんとあのアインシュタイン博士の誕生日でもあります。そんな円周率の日に公開となる今回の記事は、π=3.14‥にまつわるお話がテーマです。

高橋大介教授は、高性能計算システム研究部門の研究者です。先生は、2009年に当時のスーパーコンピュータを用いて、円周率の小数点以下の桁数で世界記録を樹立されたスゴい方なんです。

先生が円周率に興味をもったのが、中学1年生のとき。当時、図書館で偶然出会った「πの話」(野崎昭弘著、岩波書店)という本が先生のπ探求への扉を開いたのです。図1

図1:高橋先生がπ探求のきっかけとなった「πの話」(野崎昭弘著、岩波書店)

(2022.03.14 公開  文責:高水裕一 ※2022.5.23 一部加筆修正を行いました)

 

素数239にπへと続く道がある

πは超越数」ということを聞いたことがあるでしょうか。これは代数方程式の解にならない数のことです。たとえば、√2は小数点以下が無限に続きますが、x^2-2=0という方程式の解になっているので、超越数ではありません。ネイピアの数 eも円周率と同じ超越数ですが、無限に続く桁を計算で算出する際、円周率はeよりもさらに奥が深く、別次元の難しさがあるのです。

もっとも簡単に円周率を求めるためには、Tan関数を用いることです。角度として45度、つまりπ/4を代入すると1になるので、これを逆に解いた逆関数であるArctan関数を用いて求まります。

具体的には、π=4 Arctan(1) と表されます。しかしこれを級数展開(注1 を用いて計算すると、実はうまく答えが収束しません。円周率のより高い桁数を求めるために、これは効率が悪いのです。そこで、もう少し効率のよい形として次のArctanを用いた「マチンの公式」が知られています。図2

図2:マチンの円周率を求める公式

ここで注目すべきは、5 と239という2つの素数(注2 です。

これらが分母にあることで、級数展開の収束が各段によくなります。この公式は、似たような別のバージョンがいくつかありますが、独立には4つしかないことが証明されています。239という素数も、加法定理といった規則に乗っ取った裏の深い意味があるのです。なんでもいい数にみえて、実は奥深い数たちなのです。239という素数は、無限に続くπという未踏の階段へ昇っていくための魔法の入り口のようなものなのです。

高橋先生が約2.6兆桁の世界記録樹立!

人類が、πを求める歴史は実に古く、何と紀元前2000年の旧約聖書、7章23節には、ソロモン王の装飾品として円周率の記述が登場します。そこには、周に渡した縄の長さは、直径に対しておよそ3倍とあります。つまりπ=3と書かれていたのです。円形は完全を象徴するもので、古代から人類の高い関心事だということです。

人類の科学の発展とともに、その桁数は、π=3.141592・・と飛躍的に伸びていきます。数学の発展も大事なのですが、それを実行するための計算機の進歩も同時に重要となります。スーパーコンピュータとよばれる大規模計算機が発展してきたことが、円周率を何兆桁以上も計算できるようになった大きな契機といえます。図3は、年代と桁数の伸びを図示したものです。そんな長い歴史の中には、円周率を求めるだけで一生を終えた学者も少なくありません。

 

図3:年代ごとの円周率の桁数の伸び

たとえば、ルドルフは正多角形を用いて、近似的に円周率を計算するやり方で、35桁まで求めました。結果だけ聞くと一瞬ですが、なんと一生涯を費やして、約461京角の多角形で計算したというのですから、気が遠くなります。これに近い37桁までの計算によって、宇宙全体を原子サイズの高精度で測ることに対応しています。つまりこの桁数まで得られれば、宇宙の大きさを半径とする仮想的な円周を、水素原子ほどの高精度で求めることに相当しているのです。一生涯をかけて宇宙全体を高精度で見渡したという壮大なスケールをきくと、なんともロマンを掻き立てられます。このような一生涯パターンの逸話は枚挙にいとまがないほど、円周率というのは学者の人生を狂わすほどの強い魅力があるのです。

まだ見ぬ未踏の頂きを求めて、古代人類が天空へと続くバベルの塔を建設したように、円周率探求は、まさに数世界の頂きを目指す、文明史そのものだといえます。

そんな数々の桁数探求の中、高橋先生は、2009年に円周率の世界記録を樹立します。その桁数はなんと、約2兆5769億というとんでもないもの。その輝かしい記録を出した業績について、すこし触れてみましょう。

使った公式は、「Gauss‐Legendreの公式と高速乗算法」というものです。Arctanの公式が抱える問題として、掛け算の計算部分に時間がかかりすぎるという大きな問題が知られていました。皆さんが普通に行う掛け算の方法、いわゆる「ひっ算」のような方法では、計算時間が桁数の上昇につれてあまりに長くかかってしまうのです。そこで掛け算の計算アルゴリズムとして、「高速乗算法」というのがカギになります。これにより、計算するべき乗算の回数が飛躍的に減少されます。ここに「高速フーリエ変換」という手法を加味すると、さらに高速化が進み、先生はこの手法で約2.6兆桁を約30時間で計算することに成功します。円周率を求める過程で得た、この高速フーリエ変換の手法は、他の計算科学で大いに役立ち、後年これが大きな副産物となります。

計算方法であるソフトだけでなく、計算するためのマシンの性能、つまりハード面も重要です。先生は2009年に、「T2K筑波」というスーパーコンピュータを用いて計算を実行しました。これは筑波大学、東京大学、京都大学が共同で開発・運用したマシンで、当時は世界第20位の計算機としてランクインし、2014年に運用が終了したものです。先生の業績で大事な点は、スパコンを並列処理として円周率を計算させたという点です。T2K筑波では640ノードを並列に用いて計算しました。この並列処理による円周率の計算として、1997年に先生は、「HITACHI SR2201」というマシンを用いて、前進となる研究を行っていました。このマシンは、筑波大学計算科学研究センターのPACSシリーズという歴代のスパコンに位置する「CP-PACS」というマシンの商用機だそうです。円周率の探求は、センターのスパコンの歴史とも大きく関係していたのです。当センターのスパコンの歴史はこちらに

 

超人的な2つのπ公式!

ここで現代の桁数最高記録をご紹介します。それは2021年の約62兆8318億というもので、スイスの研究チームが達成しました(2022年2月現在の最高桁数)。その少し前の2019年には筑波大学の卒業生(岩尾エマはるか さん)が達成した約31兆桁があります。先生は在学中、この方とも面識があったそうです。

しかしこれら近年の記録、実はこれまでのスゴさからすると、すこし方向が違うのです。2019年の記録は、Google社となっています。一見、大規模プロジェクトで大型の計算機を使って・・と想像してしまいますが、実はすでに発表されているプログラムが使われています。本来はこのプログラムを作成することが一番大変なことです。先生は、インタビューで「世界でも数人じゃないかな、それを書ける人は。」とカッコよく語っておりました。かくいう高橋先生もそのスゴイ一人なのですが、2019年の記録に使われたプログラムはYeeさんという方が作成した「Y-Cruncher(=Yeeが嚙み砕くの意味)」というプログラムでした。これをダウンロードして実行しているのですが、実はスパコンのような大規模マシンも用いていません。その分、日数をかけて計算したもので、2010年以降の円周率の記録は全て、このプログラムの恩恵だといえます。もちろん実行するのにも、いろいろな工夫は必要で、凄くないわけでは決してありません。2019年の記録では、Google Cloud Platform というクラウド上のコンピュータでプログラム(y-cruncher)を高速に動かすためのさまざまな工夫がなされています。

話は、このプログラムで用いられている公式のスゴさに移りましょう。

2つの超人的な円周率の公式をご紹介します。1つは、「ラマヌジャンの公式」、もう一つは、「チュドノフスキーの公式」というものです。ラマヌジャンという数学者、皆さんご存知でしょうか。神に祈って未知の数式を導いたり、自分で証明する術をもたない異色の数学者といった、まるで映画のような設定を地でいく数学界の魔法使いのような異次元の天才なのです。彼を描いた映画「奇蹟がくれた数式」をぜひご覧ください。

彼が1914年に導いた公式が図4上段にあります。こんな形、一体どうやって思いついたのか、当時の学者たち誰一人として理解できませんでした。後に、彼の死後この公式が正しいことが証明され、チュドノフスキーの公式は1989年にその異なるバージョンとして発表されます。

ラマヌジャンの公式では、約8桁ごとに正確な円周率が計算できるのに対して、チュドノフスキーの公式は約14桁ごとに正確な値が導けるので、現代ではこちらのほうが用いられており、Yeeのプログラムでも採用されています。彼らは兄弟で数学者であり、なんと円周率を求めるために自宅のアパートに手作りのスパコンを設置して、約80億桁まで求めたということです。こちらも負けず劣らず、すごい逸話の兄弟ですね。高橋先生は、このラマヌジャンの公式のスゴさを次のように語っていました。

図4:ラマヌジャンの公式を書く高橋先生

「この公式は、彼が地球にいなかったらきっと誰も導くことができなかった奇蹟の数式では」と。この公式から、後に数学世界では、「テータ関数」という概念が生まれます。楕円関数やモジュラー形式という数学とも関連するもので、πを求まる公式としてだけでなく、新しい数学の領域が開かれたのです。彼がいなくては誰も発見できなかった幻の扉だといえます。とくに先生が注目しているのが「素数1103」です。前に登場した239のように、これにも深い意味がある素数のようですが、常人の理解をはるかに超えています。πへと続くこの神秘的な扉の数、「239と1103」をどこか頭の片隅にいれてもらえれば、あなたも超越数πへ近づけるかもしれません。

誰でも横に線を引いて、数直線を描くことはできます。その3と4の数値の間には必ずπが存在しています。しかし存在はしていても、1点そこにたどり着くことができない摩訶不思議な数。なんともロマンに満ちた存在ではないでしょうか。

最後に先生は、「ぜひまた世界記録に挑みたい」と意気込みを熱く語っていました。既存のプログラムを用いるのではなく、スパコンを用いた並列処理による記録達成を目指す新しいプログラムを作成したいとか。現代の最高峰マシンである、「富岳」を用いても、前述のArctanの公式だけでは、約62兆桁までの計算で100年以上もかかってしまうのです。いかに効率のよい公式を用いるか、そしていかに効率よく分散させてスパコンに計算させられるかが、今後の飛躍にとって大きなカギとなるのです。

πは実は、超越数であるということ以外、その正体が未だにほとんど分かっていません。乱数性、つまり完全にランダムに数字が登場するのかどうかさえ、まだ証明なされていません。円周率の中には、8が13桁も続くようなものや、再び314159265358という円周率が小数点以下に登場するものもあります。πの中πは、まるでマトリョーシカのようです。まだまだ奥が深い数列や、魅惑的な数列がその中に登場してくるでしょう。それが円周率なのです。

円周率の桁数は文明進歩の尺度の一つであると言われています。旧約聖書以前から続くこの高いバベルの塔がいったいどこまで続くのか、今後の人類の発展とともに期待したいところですね。

用語

1)級数展開: ある関数を無限に続く級数で近似的に計算すること。テイラー展開ともいう。

2)素数:1とその数自身以外に約数がない正の整数のこと

 

さらに詳しく知りたい人へ

高橋先生HP

高橋大介,”円周率世界記録更新-2兆5769億8037万桁への道”,情報処理, Vol. 50, No. 12, pp. 1228-1234 (2009).

 

在学生向け Cygnus見学会

※ 17日の回、参加者の皆様へ 3月16日の夜に大きな地震と停電が発生しましたが、Cygnusの見学は問題なく行える状態であることを確認しました。本日は予定通り開催いたします。

以下の日程で、在学生向けに筑波大学計算科学研究センターのスーパーコンピュータCygnusの見学会を開催します。

日程: 3月16 / 17日 14:00- / 15:00- (各回 40分程度)
場所: 筑波大学計算科学研究センター (バス停「第一エリア前」下車 徒歩1分)
参加費: 無料 
対象: 21年度本学在学生 (定員各回6名 先着順)
申込締切: 3月15日(締切延長)
参加申し込みフォーム: https://forms.gle/p98pndLGA4ZarpJbA(外部リンク)

コロナ禍の状況を踏まえ、各回の定員を6名としています。
参加申込された方は、体調に留意してマスク着用の上ご参加ください。
風邪様症状がある場合には参加をご遠慮ください。

計算科学研究センターの紹介、Cygnusの見学、質疑応答を予定しています。

計算科学研究センター玄関前集合とします。玄関は施錠されていますので、時間厳守でお願いします。
当日の欠席連絡、その他お問合せは pr[at]ccs.tsukuba.ac.jp ([at]→@) までご連絡ください。

 

Cygnusの解説付きツアー動画もあります。

 

Your lunchtime walks in the summer could be making you less productive

Researchers from the University of Tsukuba find that a brief walk outside on a hot day impairs cognitive performance

Tsukuba, Japan—Studies have shown that being in a hot environment reduces cognitive performance, whereas a brief walk enhances cognition. But what happens when you go for a brief walk on a hot summer’s day, as so many students and office workers do during lunch or an afternoon break? Turns out, you might be better off avoiding the heat.

In a study published this month in Building and Environment, researchers from the University of Tsukuba discovered that just 15 minutes of walking outside on a hot day impaired cognitive performance, and this was most striking in men who don’t get enough sleep.

Those who work or study in urban heat islands, such as large cities in Japan, generally have the convenience of air-conditioning indoors over the summer months, which largely counters the negative impact of heat on learning and productivity. However, brief exposure to hot environments during commuting or breaks is inevitable, and whether such exposure affects cognition has not been known. “Previous experiments have used specialized climate chambers to test these effects. However, outdoor thermal environment differs significantly from indoor thermal environments in terms of radiation and wind,” says senior author Professor Hiroyuki Kusaka. “Radiation and wind have significant effects on thermal perception. Therefore, in order to assess the effects of outdoor heat stress on cognitive performance, experiments should be conducted in real outdoor environments.”

Researchers simulated a real-world scenario during the Japanese summer in which workers or students leave an air-conditioned indoor environment to walk or have a break in a hot outdoor urban environment. Ninety-six students completed a simple arithmetic test in an air-conditioned room before either staying indoors, walking outside, or resting outside for 15 minutes. They then returned indoors to complete a second arithmetic test, and any changes in performance were measured. Walking in a hot outdoor environment impaired cognitive performance; however, it was not simply the exposure to the hot environment that impaired cognition. Rather, it was the combination of walking and being outside in the summer heat that had impacted cognitive performance. Furthermore, this effect was more pronounced in people, specifically men, who were sleep deprived, having slept less than 5 hours.

“Japanese office workers and students, especially men, need to be aware of this situation as they work and study,” says Kusaka. The team hopes that their findings will help guide ways to improve productivity and learning in workers and students in Japan, and perhaps even further afield as the impact of climate change moves to the forefront.

 

Funding and acknowledgements

This research was in part supported by the Social Implementation Program on Climate Change Adaptation Technology by Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT), Japan. This research was performed by the Environment Research and Technology Development Fund JPMEERF20192005 of the Environmental Restoration and Conservation Agency of Japan.

 

Original Paper

The article, “Effect of walking in heat-stressful outdoor environments in an urban setting on cognitive performance indoors,” was published in Building and Environment at DOI: 10.1016/j.buildenv.2022.108893

 

Correspondence

Professor KUSAKA Hiroyuki
Center for Computational Sciences, University of Tsukuba

炎天下での短時間歩行が直後の学習・仕事のパフォーマンスを低下させることを実証

2022年2月22日

国立大学法人筑波大学

概要

日本のオフィスワーカーや学生は、夏場、空調の効いた室内と暑さの厳しい屋外との間を行き来することが多く、厳しい暑さの屋外から室内に戻った後、仕事や学習のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。そこで本研究では、暑い屋外を短い時間歩くことが、直後のパフォーマンスにどのような影響を及ぼすのか明らかにするために、大規模な被験者実験を実施しました。実験に参加した96名の被験者は、屋外で歩く前後に、空調の効いた室内で簡単な足し算のテストを受けました。実験の結果、熱中症厳重警戒日に屋外を15分間歩くと、その直後のテスト正答率が、歩く前に比べて3.6%低下していました。この傾向は、女性よりも男性でより強く見られました。

また、睡眠時間にも着目したところ、睡眠時間が短くなると、屋外を歩いた後のテスト正答率がより低下しやすいことが示されました。この傾向は、睡眠時間が5時間未満の被験者で特に顕著で、とりわけ男性被験者については、歩いた後のテスト正答率が9.1%低下しました。つまり、睡眠不足の男性が夏の暑い日に屋外を歩いた場合、その後の仕事や学習のパフォーマンスを大きく低下させる可能性があります。本研究結果は、日本におけるオフィスワーカーの生産性や学生の学習効率を向上させるために役立つと期待されます。

図1 被験者実験の様子。(a) 室内での加算テスト。(b) 屋外での歩行もしくは座る様子。

 

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【CCSで学ぶ】 佐野 由佳さん

佐野 由佳(SANO Yuka)さん

 

情報学群 情報科学類 
ハイパフォーマンス・コンピューティング・システム研究室 4年

 

 

(内容は、2021年7月取材当時のものです。)


佐野さんは、筑波大学 情報学群 情報学類在籍時にHPCS研究室に入り、小林諒平 助教の指導のもとで研究を続けています。

今の進路に進んだ理由

両親が情報工学系の出身で、家でもパソコンなどを普通に触れる環境だったのが大きいと思います。植物もとても身近にあったので、一時期は農学に進むことも考えていました。どちらも身近なものから影響を受けています。
中学3年くらいから情報系への進学も視野に入れていたので、コンピュータ部に所属していました。ただ、大学に入ってみたら、今までやっていたことはなんだったのだろうというくらい違っていたのですが…。コンピュータに触れる機会が多かったのはよかったかなと思っています。
小学校の先生をやっているいとこに簡単なプログラミングを紹介する機会があり、とても喜んでもらえたのも情報系に進学したきっかけの一つです。パソコンにあまり触れないような人でもすごいアイディアを持っていて、でも頭の中身をプログラム上に落とし込めない、という人はたくさんいると思います。そういう人たちがのびのびプログラミングできる環境を整える、ということがやりたいなと思い、できそうな大学を探しました。

 

どんな風に研究をしているの?

これまでCPU向けのプログラミングなどは経験があるので、今はGPUのプログラミングや最適化技術を勉強しています。まだ具体的な研究テーマが固まっていないので、まずは自分でやってみて、いろいろと動かしてみて課題を見つけようとしているところです。
コロナ禍なので、ほとんど家からリモートで研究をしています。ノートPCや家族共有のデスクトップで情報収集をしたりプログラムを書いたりして、リモートで研究室のPPX*につなぎ、プログラムを走らせてみることで研究を進めています。

(*PPX:Pre-PACS-X、スーパーコンピュータCygnusの開発のために作られたミニクラスタ)

 

こんな研究を進めたい!

低年齢向けのプログラミングツールはいろいろあるけれど、その次の段階は専門言語になってしまいがちです。その間をうまく埋める言語ができたら、抵抗なく学習できる層が増えるのではないかと思っています。プログラムを専門に学んだ人でなくても使えるような環境を作っていく、プログラミング言語からそれをサポートする研究がしたいですね。

 

高校ではどんな勉強をしていたの?

大学に入ってから学ぶことがとても多くて、高校時代は普通の受験勉強をしていただけです。情報系に進むからといって特別な対策はしませんでした。今の高校生は情報が教科にあると思うので、それで十分だと思います。

 

メッセージ

今やれることを精一杯やって、大学入ってからもやれることを精一杯やるといいと思います。私は中3の頃に情報系に進もうかなと考えていましたが、それより遅く始める人もいます。入試までに意思が固まれば大丈夫! どんな分野も、大学に入ってからでも基礎的なことから学べるので、そこからコツコツやる習慣が身につけば、いつ始めても遅くはないと思います。

 

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【受賞】日下教授、塩川准教授が筑波大学2021 BEST FACULTY MEMBERに選ばれました

計算科学研究センター 地球環境研究部門の日下 博幸教授、計算情報学研究部門(データ基盤分野)の塩川 浩昭准教授が、筑波大学2021 BEST FACULTY MEMBERに選ばれました。

表彰式は2月7日にオンラインで開催されました。

日下博幸教授(左)と朴センター長
塩川浩昭准教授(左)と朴センター長

詳しくは大学ホームページをご覧ください。

令和3年度 年次報告会(2022年2月22日)

日時:2022年2月22日(火) 8:30~18:30
会場:Zoom

計算科学研究センター 令和3年度年次報告会を行います。

プログラム

発表時間は、新任者(*印)は15分、それ以外の方は12分です(質疑応答、交代時間含む)


セッション1 (8:30-10:00 座長:松枝末遠)

8:30       朴 泰祐 (センター長)
8:32       北原 格 (計算情報学研究部門)
8:44         *大谷 実 (量子物性研究部門) 
8:59         *中山 卓郎 (生命科学研究部門)
9:14         *Savong Bou (計算情報学研究部門)
9:29         *萩原 聡 (量子物性研究部門) 
9:44         重田 育照 (生命科学研究部門)

セッション2 (10:00-11:30 座長:吉川耕司)

10:00       松枝 未遠 (地球環境研究部門)
10:12       佐藤 駿丞 (量子物性研究部門)
10:24       堀江 和正 (計算情報学研究部門)
10:36       田中 博 (地球環境研究部門) 
10:48       石塚 成人  (素粒子物理研究部門)
11:00       矢花 一浩 (量子物性研究部門) 
11:12       亀田 能成 (計算情報学研究部門)

セッション3 (11:30-13:00 座長:中山卓郎)

11:30       藏増 嘉伸  (素粒子物理研究部門)
11:42       吉川 耕司 (宇宙物理研究部門)
11:54       吉江 友照  (素粒子物理研究部門)
12:06       橋本 幸男  (原子核物理研究部門)
12:18       原田 隆平 (生命科学研究部門)
12:30       Doan Quang van (地球環境研究部門)
12:42       高橋 大介 (高性能計算システム研究部門) 

 
セッション4 (13:00-14:30 座長:日野原 伸生)

13:00       日下 博幸 (地球環境研究部門)
13:12       Alexander Wagner (宇宙物理研究部門)
13:24       宍戸 英彦 (計算情報学研究部門)
13:36       中務 孝 (原子核物理研究部門)
13:48       大野 浩史 (素粒子物理研究部門)
14:00       藤田 典久 (高性能計算システム研究部門)
14:12       堀 優太 (生命科学研究部門)

セッション5 (14:30-16:00 座長:多田野寛人)

14:30       矢島 秀伸 (宇宙物理研究部門)
14:42       額田 彰 (高性能計算システム研究部門)
14:54       塩川 浩昭 (計算情報学研究部門)
15:06       稲垣 祐司 (生命科学研究部門)
15:18       小泉 裕康 (量子物性研究部門)
15:30       天笠 俊之 (計算情報学研究部門)

  
セッション6 (16:00-17:30 座長:Alexander Wagner)

16:00       梅村 雅之 (宇宙物理研究部門)
16:12       多田野 寛人 (高性能計算システム研究部門)
16:24       森 正夫 (宇宙物理研究部門)
16:36       Tong Xiao-Min (量子物性研究部門)
16:48       朴 泰祐 (高性能計算システム研究部門)
17:00       前島 展也  (量子物性研究部門)

 
セッション7 (17:30-18:45 座長:藤田典久)

17:30      大須賀 健 (宇宙物理研究部門)
17:42      小林 諒平 (高性能計算システム研究部門)
17:54      庄司 光男 (生命科学研究部門) 
18:06      日野原 伸生  (原子核物理研究部門)
18:18      建部 修見 (高性能計算システム研究部門)

 

研究トピックス「世界初の6次元シミュレーションを解く!」公開

計算科学研究センター(CCS)に所属する教員・研究員の研究をわかりやすく紹介する「研究者に聞く− 研究トピックス」に「Vol.7 世界初の6次元シミュレーションを解く!」を公開しました。

宇宙物理研究部門 の吉川准教授の研究を紹介しています。

「研究者に聞く− 研究トピックス」

「Vol.7 世界初の6次元シミュレーションを解く!」

Prof. KAMEDA and Assist. Prof. SHISHIDO received the prize of the best paper award in IWAIT2022 [Division of Computational Informatics]

A paper presented at IWAIT2022 (2022 INTERNATIONAL WORKSHOP ON ADVANCED IMAGE TECHNOLOGY, Hong Kong/online in January 2022) under the research of Professor KAMEDA Yoshinari and Assistant Professor SHISHIDO Hidehiko of the Division of Computational Informatics was selected for the Best Paper Award of the conference.