PICSAR-QED：用于在粒子网格法中模拟强场量子电动力学的蒙特卡洛模块，面向百亿亿次架构
等离子体物理
2022-03-14 v1 计算物理
摘要
电磁场强到量子电动力学（QED）起重要作用的物理情景是当代等离子体物理研究的前沿之一。研究这些情景需要最先进的粒子网格法（PIC）代码，既能运行于高性能计算机器之上，又能模拟强场QED过程。本工作提出PICSAR-QED库，这是一个开源、可移植的蒙特卡洛模块实现，旨在为现代PIC代码提供模拟此类过程的能力，并针对高性能计算进行了优化。我们进行了详细的测试与基准比对，以验证PICSAR-QED中的物理模型、研究数值参数如何影响这些模型，并展示其在不同架构（CPU与GPU）上运行的能力。还讨论了其与WarpX的集成与验证，WarpX是为在即将到来的百亿亿次超级计算机上提供可扩展性能而设计的最先进PIC代码，并与现有文献中的结果进行了对比验证。
引用
@article{arxiv.2110.00256,
title = {PICSAR-QED: a Monte Carlo module to simulate Strong-Field Quantum Electrodynamics in Particle-In-Cell codes for exascale architectures},
author = {Luca Fedeli and Neïl Zaïm and Antonin Sainte-Marie and Maxence Thévenet and Axel Huebl and Andrew Myers and Jean-Luc Vay and Henri Vincenti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00256},
year = {2022}
}
备注
33 pages, 7 figures, 4 tables