Weltrekord bei der Berechnung unbekannter Gitterpunkte von 1 Million auf 42 Millionen erhöht

Dank der von Matthias Bollhöfer vom Berliner DFG-Forschungszentrum MATHEON entwickelten Software „Ilupack“ ist ein großer Fortschritt in der Computerphysik gelungen.

Während die Zeitsprünge bei sportlichen Weltrekorden immer geringer werden, sind in der Mathematik noch extreme Verbesserungen möglich. Matthias Bollhöfer, Mathematiker am DFG-Forschungszentrum MATHEON in Berlin, ist es gemeinsam mit Olaf Schenk von der Universität Basel und Rudolf A. Roemer von der University of Warwick gelungen, in der Computerphysik einen enormen Fortschritt zu erreichen. Konnten bisher lediglich etwa 1 Million unbekannter Gitterpunkte des Anderson Modells zur Lokalisierung des Elektronentransports verwendet werden, gelang es jetzt dank der neu entwickelten Algorithmen, 42 Millionen solcher unbekannter Gitterpunkte zu berechnen. Eine solche Leistung scheiterte bisher aufgrund mangelnder Software an der Rechnerkapazität.

Grundlage für den Erfolg ist, dass es Matthias Bollhöfer mit der weitgehend von ihm entwickelten Software „Ilupack“ gelungen ist, eine Reduzierung der Daten zu erreichen. Erst dies ermöglichte überhaupt erst eine solche hohe Rechnerleistung. Trotz dieser Reduzierung benötigte der Hochleistungsrechner an der Warwick Universität immer noch 88 Gigabyte und drei Tage.

Das „Anderson model of localization“ ist eine Modellbeschreibung des Transportes von Elektronen in ungeordneten Systemen und wird z. B. in der Quantenphysik zur Berechnung von Leitfähigkeit oder in der Materialwissenschaft eingesetzt. Es findet vor allem bei der Erforschung von Halbleitern, Legierungen und bei der DNA-Analyse Anwendung.

„Ich glaube, dass wir damit aber erst am Anfang einer rasanten Entwicklung bei der Berechnung solch großer Modelle stehen“, sagt Matthias Bollhöfer und ist überzeugt, dass sich seine Software für weitere Höchstleistungen eignet. Im Rahmen des DFG-Forschungszentrums MATHEON beschäftigt sich Matthias Bollhöfer vor allem mit numerischen Algorithmen.

Das DFG-Forschungszentrum MATHEON (www.matheon.de) ist ein Zusammenschluss der Mathematikinstitute der drei Berliner Universitäten, dem Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik in Berlin (ZIB) und dem Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS). Im MATHEON wird die Entwicklung der Mathematik als Zugang zu den Schlüsseltechnologien und die Zusammenarbeit zwischen Mathematik und Industrie, Gesellschaft und Technologieentwicklung forciert.

Kontakt: Für weitere Informationen zum Weltrekord steht Ihnen gerne Matthias Bollhöfer vom DFG-Forschungszentrum MATHEON unter der Rufnummer 030 / 314-29381 oder Email bolle@math.tu-berlin.de zur Verfügung.