Программа на языке Фортран DVMH для суперкомпьютерного решения стохастических дифференциальных уравнений, описывающих трехмерные движения ионных частиц с мультипликативным шумом

В физике активно развивается направление, называемое «лазерное манипулирование квантовыми системами», в котором, в частности, изучается стохастическая динамика ионных частиц при наличии в пространстве оптических (лазерных) ловушек и с формированием при этом упорядоченной структуры (кристалла). Кристалл постепенно разрушается из-за действия случайных сил, обусловленных квантовыми флуктуациями, поэтому одной из целей компьютерного моделирования является нахождение долгоживущих кристаллов. Математическая модель представляет собой систему нелинейных мультипликативных стохастических дифференциальных уравнений относительно координат и скоростей ионов, учитывающих оптические силы и их квантовые флуктуации, а также ион-ионные кулоновские взаимодействия. Для решения этой системы уравнений применяли метод Монте-Карло, позволяющий оценивать вероятностные характеристики решения. Вычисления проводились на суперкомпьютерах семейства МВС-10П и МВС-100К в Межведомственном суперкомпьютерном центре РАН (Москва). Число реализаций, т.е. тестовых траекторий, брали довольно большим (~10 −10 ). Количество используемых вычислительных ядер в отдельных вариантах достигало 1024, а время счета обычно было в пределах 24-х часов. Результаты расчетов по данной программе опубликованы в ряде научных журналов, индексируемых в базе Web of Science (авторы Krasnov I.V. и Kamenshchikov L.P.).