Projekt

Hochkorrellierte Quantensysteme auf Höchstleistungsrechnern (HQS@HPC)

Das Studium stark korrelierter Vielteilchensysteme bildet einen Schwerpunkt der festkörperphysikalischen und chemischen Grundlagenforschung. Da bei der theoretischen Untersuchung dieser Systeme i.a. analytische Methoden versagen, kommen verstärkt moderne numerische Verfahren zum Einsatz, deren Bedarf an Rechenleistung und/oder Hauptspeicher eine effiziente Implementierung auf modernsten Supercomputern erfordert.
Im Mittelpunkt der Aktivitäten stehen dabei die Exakte Diagonalisierung (ED) dünn besetzter, extrem großer Matrizen mit Hilfe iterativer Verfahren (Lanczos, Jacobi-Davidson) sowie Dichtematrix-Renormierungsgruppen (DMRG) Verfahren.
Für die ED-Programmpakete werden derzeit hochskalierende Programmiertechniken entwickelt und implementiert, während die DMRG-Pakete für den parallelen Einsatz auf sehr leistungsfähigen shared-memory Knoten vorbereitet werden. Gewissermaßen als Zwischenlösung wurde ein Programm für Elektron-Phonon Modelle auf massiv parallelen Systemen entwickelt, das eine exakte Behandlung der elektronischen Freiheitgrade erlaubt, den phononischen Beitrag aber mit Hilfe eines Dichtematrix-Verfahrens optimiert.

Projektleitung:
Prof. Dr. Gerhard Wellein, Prof. Dr. H. Fehske, Theoretische Physik, Universität Greifswald

Beteiligte:
Dr. Georg Hager, Dr. E. Jeckelmann, Theoretische Physik, Universität Marburg, Dr. A. Basermann, C&C Research Lab., NEC Europe, Prof. Dr. B. A. Heß, Theoretische Chemie, FAU, A. R. Bishop, T-Division, Los Alamos National Laboratory

Stichwörter:
Exakte Diagonalisierung; Dichtematrix-Renormierungsgruppe; DMRG; Hochleistungsrechner

Beginn: 1.1.1999

Förderer:
KONWIHR - Kompetenznetzwerk für Technisch-Wissenschaftliches Hoch- und Höchstleistungsrechnen in Bayern

Publikationen

Büchner, B. ; Fehske, H. ; Kampf, A.P. ; Wellein, Gerhard: Lattice dimerization in the spin–Peierls compound CuGeO3. In: Physica B: Condensed Matter 259-261 (1999), S. 956-957
[doi>10.1016/S0921-4526(98)00720-0]

Fehske, H. ; Wellein, Gerhard ; Büttner, H.: Pairing susceptibility of strongly correlated electrons weakly coupled to the lattice. In: Journal of Superconductivity 12 (1999), Nr. 1, S. 65-67
[doi>10.1023/A:1007721619844]

Weiße, A. ; Wellein, Gerhard ; Fehske, H.: Quantum lattice fluctuations in a frustrated Heisenberg spin-Peierls chain. In: Physical Review B 60 (1999), Nr. 9, S. 6566-6573
[doi>10.1103/PhysRevB.60.6566]

Fehske, H. ; Loos, J. ; Wellein, Gerhard: Lattice polaron formation: Effects of nonscreened electron-phonon interaction. In: Physical Review B 61 (2000), Nr. 12, S. 8016-8025
[doi>10.1103/PhysRevB.61.8016]

Fehske, H. ; Wellein, Gerhard ; Büttner, H. ; Bishop, A.R. ; Salkola, M.I.: Local mode behavior in quasi-1D CDW systems. In: Physica B: Condensed Matter 281-282 (2000), S. 673-674
[doi>10.1016/S0921-4526(99)01066-2]

Weiße, A. ; Fehske, H. ; Wellein, Gerhard ; Bishop, A.R.: Optimized phonon approach for the diagonalization of electron-phonon problems. In: Physical Review B 62 (2000), Nr. 2, S. R747-R750
[doi>10.1103/PhysRevB.62.R747]

Kinateder, M. ; Wellein, Gerhard ; Basermann, A. ; Fehske, H.: Jacobi-Davidson algorithm with fast matrix vector multiplication on massively parallel and vector supercomputers. In: Krause, E. ; Jäger, W. (Hrsg.) : High Performance Computing in Science and Engineering 2000: Transactions of the High Performance Computing Center Stuttgart (HLRS) 2000. Berlin Heidelberg : Springer-Verlag, 2001, S. 188-204. - ISBN 3-540-41213-1