MPMC
超並列モンテカルロ
原作者ジョン・ベロフ（現在ローレンス・リバモア国立研究所所属）、MPMC開発チーム、南フロリダ大学
開発者サウスフロリダ大学
初回リリース2007 （2007年）
リポジトリ
書かれたC、C++
オペレーティング·システムLinux、macOS、すべてのUnix
プラットフォームIA-32、x86-64、NVIDIA CUDA
入手可能な英語
タイプモンテカルロシミュレーション
ライセンスGPL 3
Webサイトコード.google .com /p /mpmc / ウィキデータで編集する

超並列モンテカルロ法（MPMC）は、主に液体、分子界面、機能化ナノスケール材料をシミュレートするために設計されたモンテカルロ法パッケージです。これはもともとJon Belofによって開発され、現在はサウスフロリダ大学化学学部[ 1 ]とSMMARTT材料研究センター[ 2 ]の研究者グループによって維持されています。[ 3 ] MPMCは、クリーンエネルギー、炭素隔離、分子検出のためのナノ材料 の科学的研究課題に応用されています。最も強力なスーパーコンピューティングプラットフォームで効率的に実行できるように開発されたMPMCは、非常に多数のCPUまたはGPUに拡張できます（NVidiaのCUDAアーキテクチャ[ 4 ]をサポート）。2012年以来、MPMCはGNU General Public License （GPL）バージョン3の下でオープンソースソフトウェアプロジェクトとしてリリースされており、リポジトリはGitHubでホストされています。

歴史

MPMCは、2007年にジョン・ベロフ（当時サウスフロリダ大学）によって、水素貯蔵用ナノ材料の開発への応用を目的として開発されました。 [ 5 ]その後、MPMCはオープンソースプロジェクトとして公開され、統計物理学に関連する多くのシミュレーション手法が追加されました。現在、このコードはサウスフロリダ大学 化学部およびSMMARTT材料研究センターの研究者グループ（クリスチャン・シオセ、キース・マクラフリン、ブラント・チューダー、アダム・ホーガン、ブライアン・スペース）によってメンテナンスされています。

特徴

MPMCはナノスケール界面の研究に最適化されています。MPMCは、クーロン力場とレナード・ジョーンズ力場、多体分極、[ 6 ]結合双極子ファンデルワールス力、[ 7 ]量子回転統計、[ 8 ]半古典的量子効果、流体に関連する高度な重要度サンプリング法、分子間ポテンシャルの開発のための多数のツールのシミュレーションをサポートしています。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]このコードは、米国科学財団が支援するプロジェクトExtreme Science and Engineering Discovery Environment （XSEDE）を通じて利用できる、世界で最も強力なスーパーコンピュータのネットワークを含む高性能コンピューティングリソースで効率的に実行されるように設計されています。[ 13 ] [ 14 ]

アプリケーション

MPMCは、クリーンエネルギー用途のためのナノ材料の発見[ 15 ] 、二酸化炭素の捕捉と隔離[ 16 ]、化学兵器の検出のためのカスタマイズされた有機金属材料の設計[ 17 ]、宇宙船の推進のための極低温水素の量子効果[ 18 ]などの科学的課題に適用されてきました。また、窒素（N2 ） [ 11 ]と二酸化炭素（ CO2 ） の固体、液体、超臨界、気体状態の物質もシミュレートされ、発表されています。[ 12 ]

参照

参考文献

  1. ^サウスフロリダ大学、化学科
  2. ^ 「サウスフロリダ大学、SMMARTT材料研究センター」 。 2007年10月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年9月1日閲覧。
  3. ^ "MPMC" . GitHub. 2015年4月9日. 2015年4月9日閲覧。
  4. ^ Brant Tudor、Brian Space (2013). 「GPUによる多体分極問題の解法：MOFへの応用」 .計算科学教育ジャーナル. 4 (1): 30– 34. doi : 10.22369/issn.2153-4136/4/1/5 .
  5. ^ Belof, Jonathan L., Abraham C. Stern, Mohamed Eddaoudi, Brian Space (2007). 「金属有機構造体材料における水素貯蔵のメカニズムについて」. Journal of the American Chemical Society . 129 (49): 15202– 15210. doi : 10.1021/ja0737164 . PMID 17999501 . {{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  6. ^ Keith McLaughlin、Christian R. Cioce、Tony Pham、Jonathan L. Belof、Brian Space (2013). 「分子系における多体誘起静電力の効率的計算」. The Journal of Chemical Physics . 139 (18): 184112. Bibcode : 2013JChPh.139r4112M . doi : 10.1063/1.4829144 . PMID 24320259 . 
  7. ^ Keith McLaughlin、Christian R. Cioce、Jonathan L. Belof、Brian Space (2012). 「分極と多体ファンデルワールス相互作用を含む不均質シミュレーションのための分子H2ポテンシャル」Journal of Chemical Physics . 136 (19): 194302. Bibcode : 2012JChPh.136s4302M . doi : 10.1063/1.4717705 . PMID 22612090 . 
  8. ^ Tony Pham、Katherine A. Forrest、Adam Hogan、Keith McLaughlin、Jonathan L. Belof、Juergen Eckert、Brian Space (2014). 「rht-MOF-1における水素吸着のシミュレーション：明示的な分極および量子回転計算による結合部位の特定」Journal of Materials Chemistry A . 2 (7): 2088– 2100. doi : 10.1039/C3TA14591C .
  9. ^ Jonathan L. Belof、Abraham C. Stern、Brian Space (2008). 「凝縮相シミュレーションのための正確かつ転送可能な分子間二原子水素ポテンシャル」. J​​ournal of Chemical Theory and Computation . 4 (8): 1332– 1337. doi : 10.1021/ct800155q . PMID 26631708 . 
  10. ^ Keith McLaughlin、Christian R. Cioce、Jonathan L. Belof、Brian Space (2012). 「分極と多体ファンデルワールス相互作用を含む不均質シミュレーションのための分子H2ポテンシャル」The Journal of Chemical Physics . 136 (19): 194302. Bibcode : 2012JChPh.136s4302M . doi : 10.1063/1.4717705 . PMID 22612090 . 
  11. ^ a b Christian R. Cioce、Keith McLaughlin、Jonathan L. Belof、Brian Space (2013). 「材料シミュレーションにおける分極可能かつ転送可能なPHAST N2ポテンシャル」. J​​ournal of Chemical Theory and Computation . 9 (12): 5550– 5557. doi : 10.1021/ct400526a . PMID 26592288 . 
  12. ^ a b Ashley L. Mullen; Tony Pham; Katherine A. Forrest; Christian R. Cioce; Keith McLaughlin & Brian Space (2013). 「材料シミュレーションのための分極可能かつ転送可能なPHAST CO2ポテンシャル」. J​​ournal of Chemical Theory and Computation . 9 (12): 5421– 5429. doi : 10.1021/ct400549q . PMID 26592280 . 
  13. ^ XSEDE
  14. ^ 「科学的発見の加速」（PDF） 。2014年9月3日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
  15. ^ Jonathan L. Belof, Abraham C. Stern, Brian Space (2009). 「金属有機材料における水素吸着の予測モデル」. The Journal of Physical Chemistry C. 113 ( 21): 9316– 9320. doi : 10.1021/jp901988e .
  16. ^ Tony Pham; Katherine A. Forrest; Keith McLaughlin; Brant Tudor; Patrick Nugent; Adam Hogan; Ashley Mullen; Christian R. Cioce; Michael J. Zaworotko; Brian Space (2013). 「相互浸透した四角柱状金属–有機材料におけるCO2およびH2吸着の理論的研究」. The Journal of Physical Chemistry C. 117 ( 19): 9970– 9982. doi : 10.1021/jp402764s .
  17. ^ William A. Maza; Carissa M. Vetromile; Chungsik Kim; Xue Xu; X. Peter Zhang & Randy W. Larsen (2013). 「神経ガス類似物質ジイソプロピルメチルホスホネート（DIMP）と亜鉛(II)ポルフィリンとの非共有結合に関する分光学的研究」. Journal of Physical Chemistry A. 117 ( 44): 11308– 11315. Bibcode : 2013JPCA..11711308M . doi : 10.1021/jp405976h . PMID 24093669 . 
  18. ^ David L. Block & Ali T-Raissi (2009年2月). NASAレポート：フロリダの大学における水素研究(PDF) (レポート). NASA. NASA/CR2009-215441.
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