RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вычислительные методы и программирование // Архив

Выч. мет. программирование, 2024, том 25, спецвыпуск, страницы 30–45 (Mi vmp1141)

Эта публикация цитируется в 2 статьях

Методы и алгоритмы вычислительной математики и их приложения

Feynman integral reduction: balanced reconstruction of sparse rational functions and implementation on supercomputers in a co-design approach

[Редукция интегралов Фейнмана: суперкомпьютерный кодизайн алгоритма балансированного восстановления разреженных рациональных функций]

A. V. Smirnova, Mao Zengb

a Lomonosov Moscow State University, Research Computing Center
b University of Edinburgh, Higgs Centre for Theoretical Physics

Аннотация: Редукция с использованием интегрирования по частям (IBP) является одним из существенных этапов при вычислении интегралов Фейнмана. Современный подход к IBP-редукции использует модулярную арифметику при конкретных числовых значениях параметров в пробных точках с последующей реконструкцией аналитических рациональных коэффициентов. Задачи, возникающие на переднем крае науки, требуют применения суперкомпьютеров из-за большого количества необходимых проб. В этой статье мы представляем алгоритм рациональной реконструкции, который в полной мере использует преимущества разреженности, объединяя сбалансированный алгоритм реконструкции и алгоритм Зиппеля. Кроме того, для повышения эффективности редукции в модулярной арифметике при каждом запуске одновременно вычисляется несколько числовых проб, что позволяет сокращать потребляемые ресурсы. Мы описываем, какие проблемы появляются на пути к эффективной реализации на суперкомпьютерах и как следует совместно проектировать алгоритмы и соответствующую суперкомпьютерную инфраструктуру. Представлены характерные примеры IBP-редукции в случае безмассовых двухпетлевых четырехточечных и пятиточечных диаграмм Фейнмана с использованием частной версии FIRE, а также показательные примеры редукции, имитирующие редукцию коэффициентов, появляющихся в амплитуде рассеяния в рамках постминковской гравитационной бинарной динамики.

Ключевые слова: Интегралы Фейнмана, компьютерная алгебра, оптимизация вычислений, суперкомпьютерный кодизайн.

Поступила в редакцию: 08.10.2024

Язык публикации: английский

DOI: 10.26089/NumMet.2024s03



© МИАН, 2026