物質科学のための計算数理II

（目標）
計算物質科学の研究で実際に利用されるアプリケーションプログラムや、その骨格となる部分を抜き出したプログラムコードを題材にして、それらがどのような計算数理に基づいて実装されているかを学び、現状の計算機リソースにおいてどのような応用がなされているかを学ぶ。また、大規模な計算を行うための並列化や高速化の技術、アプリ開発を効率的に行うための工夫など、計算科学研究の最先端に通じるノウハウを、題材とするプログラムコードから習得する。

（概要）
計算物質科学研究において頻繁に利用されるアプリケーションプログラムである、厳密対角化法、分子動力学法、モンテカルロ法、第一原理計算法、のプログラムを2～3回ずつ取り上げ、その基礎となる物理理論、数値計算アルゴリズム、並列化や高速化を含むプログラム実装の工夫についての座学と、必要に応じてそれらを改良し、実行する実習を織り交ぜながら講義を進める。またスーパーコン ピュータやポス「京」に関する話題など、計算科学に関連する最新の話題も取り上げる。

(Course Objectives)
We aim to learn mathematical and algorithmic foundations of practical application programs in material sciences, and to learn how large systems are capable with current computer resources. In addition, we also learn the techniques for parallelization, performance improvement, and efficient development of a program code from those application programs. If necessary, we also modify and execute those program codes in the practices.

(Course Overview)
Taking frequently used application programs in material sciences, such as Exact diagonalization, Molecular dynamics, Monte Carlo method, and First-principles calculations, as lecture materials, we learn the basic theory of physics, numerical algorithms, and the techniques in the practical implementation of the program code. Several topics related to the computational sciences will also be given.