2021年10月28日
国立大学法人筑波大学
国立大学法人京都大学
国立大学法人東京大学
国立研究開発法人理化学研究所
概要
本研究では、ブラソフシミュレーションと呼ばれる全く新しい手法を世界で初めて採用し、スーパーコンピュータ「富岳」の全システムを用いて宇宙大規模構造におけるニュートリノの運動に関する大規模数値シミュレーションを実行することに成功しました。ブラソフシミュレーションは、従来の計算手法（N体シミュレーション）に比べて、ノイズのない数値シミュレーションを実行することが可能ですが、計算量や必要なメモリ容量がかなり大きくなることが問題でした。本研究では、革新的な計算アルゴリズムと「富岳」に最適化したコーディング手法と並列化手法を用いて、90％を超える並列化効率を達成し、さらに、富岳の全システムを用いた数値シミュレーションによって、計算領域を約400兆個ものメッシュに分割した世界最大のブラソフシミュレーションを実施することに成功し、N体シミュレーションによる過去最大規模のニュートリノの数値シミュレーションと同等規模の数値シミュレーションに要する時間を約10分の１に短縮することができました。
なお、本研究論文は、スーパーコンピュータを用いた科学・技術分野の研究の中で、その年に最も顕著な成果を上げた研究グループに与えられる米国計算機学会のゴードン・ベル賞の最終候補（ファイナリスト）に選出されました。ゴードン・ベル賞の最終発表は米国ミズーリ州セントルイスのアメリカズセンター及びオンラインで開催される国際会議において、現地時間11月18日12時30分より行われます。
図 本研究の数値シミュレーションで得られた宇宙大規模構造におけるダークマター（CDM）とニュートリノの空間分布。スーパーコンピュータ「富岳」のほぼ全システムを用いて、それぞれ約3000億個の粒子と約400兆個のメッシュでダークマターとニュートリノの運動を計算した。h-1 Mpc は長さの単位で1 h-1 Mpcは約466万光年。