量化并行化KMC中可逆性损失的信息准则
数值分析
2016-12-21 v2 信息论
math.IT
摘要
并行动力学蒙特卡洛(Parallel Kinetic Monte Carlo, KMC)是高效模拟随机粒子系统的有力工具。然而，尽管已有文献量化了此类算法在短时间和长时间机制下粒子系统的区域分解误差，但尚未有研究探讨和量化并行KMC中时间可逆性的损失。受非平衡统计力学概念的启发，我们提出单位时间熵产生，或熵产生率，以可观测量和相应估计量给出，作为量化可逆性损失的度量。通常，这对于并行KMC是一个无法显式计算的量，因此我们开发了具有良好系统规模缩放性质的后验估计量。通过这些估计量，我们可以将方案的不同参数(如并行化的通信时间步、区域分解的选择和计算调度)与其在控制可逆性损失方面的性能联系起来。从这个角度看，熵产生率既可以作为比较不同并行方案可逆性的信息准则，也可以作为诊断特定方案可逆性问题的工具。作为演示，我们使用Sandia Lab的SPPARKS软件比较不同的并行化方案和不同的区域(晶格)分解。
引用
@article{arxiv.1605.02375,
title = {Information Criteria for quantifying loss of reversibility in parallelized KMC},
author = {Konstantinos Gourgoulias and Markos A. Katsoulakis and Luc Rey-Bellet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.02375},
year = {2016}
}
备注
29 pages