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Simulaciones bajo Ruido gil
Ep 503: Propulsión Espacial; Computación Cuántica; Fusiones de Estrellas de Neutrones; Agujeros Negros
13 de marzo de 20256 momentos
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Juan Carlos Gil explica cómo las simulaciones con bajo ruido les permiten calcular magnitudes dependientes de momentos más altos, como la función de distribución de velocidades de los electrones y su temperatura.
…los comparan con simulaciones previas del método este más burdo PIC, por supuesto son congruentes, pero el PIC tiene unos errores ridículos, sobre todo en los bordes de la cola, y esto le da igual, es súper suave, como diría Francis, es maravilloso con lo ¿Cuál, bueno, validan sus simulaciones y este bajo ruido es lo que nos permite calcular magnitudes que dependen de momentos más altos? Tienes la función de distribución de velocidades de los electrones y por tanto su temperatura, su flujo de calor y bueno, pues caracterizan varias cosas interesantes de la pluma que no se conocían. O sea, estamos hablando, en fin, que estas técnicas de verdad permiten acceder a la física del problema sin tener que fabricar los motores. Primero, la distribución de velocidades axial a lo largo de la pluma es prácticamente más hueliana, con una pequeña pérdida, lo que llaman una cola negativa, en la dirección de vuelta al motor; mientras que la dirección transversal, radial, tiene una…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil explica las limitaciones del método PIC (Particle-in-Cell) para simulaciones, destacando su alta sensibilidad al número de partículas por celda.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #20 · Palabras #10simulación iones disolución tesis doctoralagua como baño con tim limitaciones computacionalesfuerzas colómbicas repulsión entre átomos gilsimulaciones pic sensibilidad partículasartículo número partículas por celdatécnica computacional cara motores espacialessimulaciones blasov fusión nuclearsimulaciones blasov astrofísicaartículo simulaciones blasov corona solar…de siempre, con un paso de tiempo chiquitito, pero suficientemente grande para alargar la simulación, pero chiquitito para que no haya estabilidad numérica; se actualizan las posiciones de estas macropartículas y se repite el ciclo todas las veces que puedas. Tal cual lo que hice yo en mi tesis. En los años 90 yo utilizaba, simulaba iones en disolución y para mí el agua era un baño con tim. No tenía capacidad de cálculo para explicitar las moléculas de agua. Recordad es parecido. Yo por supuesto mis fuerzas también eran colómbicas y de repulsión entre los átomos. Bien, ¿qué ocurre con este método PIC? Pues que es extraordinariamente ruidos. En cuanto el número de partículas en una celda dada, pues no es de varios miles. En este artículo que os voy a comentar, de hecho, hacen una técnica mucho mejor y calculan el número de partículas que deberías tener por celda para que el PIC diese resultados razonables y le salen 10.000. O sea, necesitaríamos 10.000 partículas en cada celda y describir la pluma con muchos miles de celdas, un número abrumador Bueno, pues que las simulaciones PIX tienen una fluctuación estadística brutal, a no ser que le metas un número absurdo de celdas y de partículas Así que este artículo lo que ha hecho ha sido atreverse, una técnica que ya se conocía, pero que era también muy cara en términos de ordenador y que yo sepa es la primera vez que se utiliza para motores espaciales. Sí que se ha utilizado para fusión nuclear y en astrofísica, simulaciones de Blasov. ¿A ti te suena de algo, Héctor? Esto de simulación de Blasov con dos Vs, tengo que preguntar a Héctor porque lo mencionan en el artículo que no se queda de la corona del Sol, pero sí debe ser algo un poquito exótico. Bueno, las ecuaciones de Blasov-Poisson son muy famosas, ¿no? Exactamente. En los plasmas de toda la vida. Eso sí. Vamos, que lo que hacen es resolver las ecuaciones de Poisson-Blasov; considera un plasma sin colisiones, son las expresiones 1 y 2 del artículo…
Juan Carlos Gil expresa dudas sobre si ha explicado correctamente una técnica relacionada con mallas 'staggers' para resolver ecuaciones y ahorrar tiempo de cómputo.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #19mallas staggers ecuaciones maxwelltécnica ahorro tiempo cómputosimulaciones mundo juan carlos gil…malla, y entre velocidades para el movimiento de lo que pasa en la celda usas la otra malla. Es decir, al tener las dos mallas estás trabajando con la mitad del paso espacial pero tú solo operas con datos, con un número de datos que correspondería al doble. No sé si lo he explicado bien. Eso utiliza mucho para resolver las ecuaciones de Maxwell y muchas cosas, y te ahorra la mitad de tiempo de cómputo. Pues está relacionado, sí; no he entendido del todo el detalle de la técnica que dices, pero claro, yo es que vengo del mundo en el que en una simulación. miras una partícula y sabes su posición y su velocidad, ¿vale? O sea, violas el principio de incertidumbre, no sabes completamente dónde está y qué velocidad tiene, pero aquí van por separado, ¿no? Lo cual es curioso. Bueno, la malla del espacio físico que…
Juan Carlos Gil reflexiona sobre la naturaleza cíclica de las simulaciones científicas, comparando el tiempo de ejecución actual con su experiencia durante su tesis doctoral.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #15 · Palabras #15simulaciones tardan fin de semanatesis doctoral viernes simulacionescpus disponibles serie tesismemoria doctorado semana especial…las puede simular. No se requiere un supercomputador, es algo real de pequeño: 800 x 400, 256 x 256, cabe en los ordenadores actuales con gigas de RAM. Lo que pasa es que son fuerzas de largo alcance; bueno, que se les van 800 núcleos de CPU en 4 días. Yo quería comentar que pasan las décadas y siempre las simulaciones tardan un fin de semana. En mi día de tesis, mi día crítico era el viernes para asegurarme de que nada, de que todo estaba corriendo para llegar el lunes y que la mayor parte de las simulaciones que había lanzado en serie para no sobresaturar las CPUs disponibles estuviesen acabadas. Eso me interesó, creo que todos tenemos en memoria de nuestro doctorado un día especial de esa semana. En la tesis El mío era el miércoles; el miércoles era el día en el que nunca hacía cálculos difíciles, porque tengo mi argumento, pero yo creo que un día podríamos hacer una discusión acerca de las razones de cada uno. Yo recuerdo haber discutido ese tema con…
Juan Carlos Gil describe una etapa crucial en sus simulaciones y las de otros investigadores: el proceso de equilibrado y termalización, donde determinar la duración del cálculo era incierto.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #6equilibrado termalización simulaciones gilconcentración guiones simulaciones gilduración cálculo equilibrado termalización…y veías que no mejoraba ni de coña y decías: ya voy a parar, no sé qué, y de repente alguien te decía: no, no, no, que creo que hay 5 o 6 días. Es una película de acción a espabilar. El ordenador, bueno, la Surface la tengo aquí, se hinchó porque la reventé. En mis simulaciones y creo que en muchas otras hay una etapa de equilibrado, de termalización que la llamábamos y que realmente, bueno, con el tiempo ibas cogiendo el feeling pero al principio no sabías, dependiendo en mi caso de la concentración de guiones, de la temperatura no sabías si aquello iba a tardar 8 horas o 16 entonces desarrollé. Un rollo, pues eso, lo que habéis dicho, iba soltando estadísticas y yo desde fuera del programa escribía en un ficherito. Venga, deja de equilibrar y pasa a producir; entonces cada mil pasos leía el programa ese ficherito y decía: ya me toca producir y se…
Juan Carlos Gil explica cómo las simulaciones con bajo ruido les permiten calcular magnitudes dependientes de momentos más altos, como la función de distribución de velocidades de los electrones y su temperatura.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1función distribución velocidades electronestemperatura flujo calor plumasimulaciones bajo ruido gil…los comparan con simulaciones previas del método este más burdo PIC, por supuesto son congruentes, pero el PIC tiene unos errores ridículos, sobre todo en los bordes de la cola, y esto le da igual, es súper suave, como diría Francis, es maravilloso con lo ¿Cuál, bueno, validan sus simulaciones y este bajo ruido es lo que nos permite calcular magnitudes que dependen de momentos más altos? Tienes la función de distribución de velocidades de los electrones y por tanto su temperatura, su flujo de calor y bueno, pues caracterizan varias cosas interesantes de la pluma que no se conocían. O sea, estamos hablando, en fin, que estas técnicas de verdad permiten acceder a la física del problema sin tener que fabricar los motores. Primero, la distribución de velocidades axial a lo largo de la pluma es prácticamente más hueliana, con una pequeña pérdida, lo que llaman una cola negativa, en la dirección de vuelta al motor; mientras que la dirección transversal, radial, tiene una…
Francis Villatoro explica que las curvas observadas en el ordenador cuántico chino son ruido, siguiendo una ley de potencias esperada. A pesar de tener solo 32 ciclos de operación, simular este ruido a nivel clásico requeriría recursos computacionales enormes.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14 · Palabras #4ruido cuántico ley potenciassimulación clásica qubits imposibilidadciclos operación cantidad estratosféricaordenador cuántico chino 83 qubits…interés, este tipo de artículos no tienen mayor interés que demostrar eso: demostrar que tienes una máquina que más o menos funciona. Entonces el artículo en Physical Review Letters utiliza los mismos algoritmos que ya habíamos visto en Psycamore y pues nada. Presenta que son unas curvas triviales, que es ruido. El ruido tiene una ley de potencias y ves que el ruido sigue la ley de potencias esperada, pero como es un ruido cuántico, si lo quieres simular a nivel clásico es algo imposible porque estamos hablando de 83 qubits, que es una barbaridad, aunque sean solamente 32 ciclos de operación, que es muy poquito, es suficiente para que se requieran cantidades estratosféricas de RAM y de años de trabajo del mayor superordenador del mundo ¿no? Aun así, esa es un poco la noticia, pero que Yo quería contextualizarla en el sentido de que ha habido algunas personas en redes sociales que han dicho, pues será este ordenador, este, este, el de China, el último, el último de China tiene que ser el ordenador del que hablaba este señor ahí en Vox…