编者荐语:我系于浩然教授领衔在「中国科学:物理学 力学 天文学」发表封面研究论文。
文章来源于SCPMA,作者SCPMA
《中国科学:物理学 力学 天文学》英文版(SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, SCPMA)出版厦门大学于浩然、陈冰航、盛明捷,宾夕法尼亚大学徐坤,上海交通大学韩家信、景益鹏,曙光智算崔华华的研究成果,文章题为“CUBE2: A parallel N-body simulation code for scalability, accuracy, and memory efficiency”,将于2026年第6期作为封面文章刊出。

N体模拟是宇宙大尺度结构研究的核心工具,也是高性能计算领域的重大挑战。本工作发布了全新的宇宙大尺度结构演化N体数值模拟方法和程序CUEB2,在实现高精度引力模拟的同时,兼具优异的强弱可扩展性(Strong/Weak Scalability)与极低内存占用。CUEB2已在中国超算平台为中国空间巡天望远镜(CSST)完成两个大规模宇宙学N体模拟。
创新要点
模拟方法结合多层粒子网格(particle-mesh,PM)与粒子粒子算法(particle-particle,PP),根据宇宙结构成团性和计算性能实现自适应分辨率调整,实现强弱可扩展性(在上万核心规模下强可扩展效率和弱可扩展效率均大于90%);最优格林函数的卷积核实现高精度引力计算(任意两N体粒子间引力平均误差小于1%);信息优化存储技术(Information Optimized Storage, IOS)实现了极低的内存占用(低至每个粒子6字节)。
原文信息:
H.-R. Yu, B.-H. Chen, K. Xu, M.-J. Sheng, J. Han, Y. Jing, and H. Cui, CUBE2: A parallel N-body simulation code for scalability, accuracy, andmemory efficiency, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 69, 269511 (2026), https://doi.org/10.1007/s11433-025-2926-0