ISSN 1344-3135

計算素粒子物理学の国際研究ネットワークの形成

平成 16 年度〜17 年度
日本学術振興会先端研究拠点事業成果報告書

平成 18 年 3 月

筑波大学計算科学研究センター

まえがきこの報告書は 2004 年度{2005 年度にわたり筑波大学計算科学研究センターを中心として実施された日本学術振興会先端研究拠点事業「計算素粒子物理学の国際ネットワークの形成」の成果をまとめたものである。
計算素粒子物理学とは、格子 QCD を代表とする格子上の場の量子論をスーパーコンピュータ等を用いた数値的方法を用いて解くことにより、理論からの予言の抽出と実験との比較検証を可能として素粒子の解明を図る方法である。この方法は、数ヶ月から数ヵ年にもわたるスーパーコン
ピュータの大規模な利用を必要とし 、理論研究とは言え、従来の素粒子物理学とは異なる特徴を持っている。従って、この分野の研究を国際的な視点から推進するためには新たな国際的な研究
協力体制の構築が必要である。特に、大規模計算で生成されたデータ（格子 QCD における gluon
on guration 等）は、その上で様々の物理量を計算することが可能な貴重な研究資源であることから、これを世界の研究者コミュニティに公開し 、相互に利用しあう仕組みが出来るならば 、分野全体の進展に大きな役割を果たすと考えられる。
本事業の第一の目的は、米欧日の中核的拠点が協力して、このような仕組みを近年のインターネットの発展により成長してきたグリッド 技術の利用により実現することである。本事業で構築を目指す世界的な計算素粒子物理学のデータグリッドを Internatonal Latti e Data Grid 、略して
ILDG と呼ぶ。ILDG は当該分野のデータ共有の枠組みを提供するだけでなく、国際共同研究の推進のための枠組みでもある。本事業の第二の目的は、定期的なセミナー開催や研究者交流により、最新の情報交換と人的交流を深め、それを通じて国際協力の強化と推進を図ることである。
本事業の開始された 2004 年 4 月には、計算素粒子物理学分野の計算力は CP-PACS（筑波大学計算科学研究センター）と QCDSP （米国コロンビア大学）に代表される 1T ops クラスの計算機であった。この 2ヶ年の間に、コロンビア大学は 10T ops の QCDOC の開発を完成させ、米国及び英国に合計 3 台が設置・稼働を開始している。わが国でも、計算科学研究センターでは 14.3T opsの PACS-CS が 2006 年 7 月には稼働開始予定であり、KEK では既に 3 月から 57T ops の BG/Lが稼働している。これらの新鋭計算機群により、今後計算素粒子物理学において大きな進展が期待されている。ILDG は本事業に参画した各国メンバーの努力により 2006 年 6 月に公式に世界オープンする。時期的に願ってもないタイミングであり、今後の計算素粒子物理学分野の進展に大きな役割を果たすことが期待される。
本報告書には、ILDG の技術内容と仕様ドキュメントを中心として、2ヶ年の先端研究拠点事業の活動を取まとめたものである。ご覧頂くとともに 、ご意見とご鞭撻を頂ければ幸いである。
平成 18 年 3 月
筑波大学科学研究センター
宇川彰

目次
第I部

1

2

1

事業計画

背景

3

計画概要
2.1 プロジェクト実施体制 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :2.2 実施計画 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :2.2.1 International Latti e Data Grid 構築 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :2.2.2 セミナー開催 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :2.2.3 共同研究 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :2.2.4 研究交流 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :5

1.1 計算素粒子物理学 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :1.2 International Latti e Data Grid : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :1.3 本プロジェクトの発足 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :第 II 部

3
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事業の成果

3 International Latti e Data Grid の構築

3.1 概要 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.2 QCDml : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.2.1 QCDml の目的 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.2.2 QCDml 策定の経過 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.2.3 QCDml 設計の基本方針 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.2.4 QCDml の概要 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.3 ファイルフォーマット : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.3.1 経緯と経過 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.3.2 ILDG 配位フォーマットの概要 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.3.3 チェックサム : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.4 ILDG ミドルウエア : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.4.1 ILDG ミド ルウエア設計の基本方針と経緯 : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.4.2 ILDG ミド ルウェアのコンポーネント : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.4.3 ILDG のソフトウエアモデル : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.4.4 ILDG サイトの連携と利用 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.4.5 認証について : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.4.6 現在の状況 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.5 Latti e QCD Ar hive : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.5.1 LQA の概要 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.5.2 LQA に格納されているデータと運用状況 : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.5.3 LQA の今後 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.6 HEPNET-J/s と Japan Latti e Data Grid : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
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3.7

3.6.1 目的と経緯 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.6.2 Hepnet-J/s : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.6.3 JLDG の概要 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :3.6.4 JLDG の現状と実運用に向けて : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :今後のスケジュール

33
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37
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 374格子 QCD 研究の推進
4.1 概要 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :4.2 近似なし QCD のハド ロン質量スペクトル計算 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :4.3 クォーク質量 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :4.4 重いハド ロンの物理の研究 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

39

5

セミナー
5.1 総論 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :5.2 概要 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :5.2.1 弟１回セミナー"Latti e QCD via International Resear h Network" : : : :5.2.2 弟 2 回セミナー"From a tions to experimentk" : : : : : : : : : : : : : : :5.2.3 弟 3 回セミナー"Towards physi s at the physi al quark masses" : : : : : :5.2.4 弟 4 回セミナー"Latti e QCD via Internatinal Network" : : : : : : : : : :

46

6

共同研究
6.1 筑波ワークショップ "Latti e QCD and Parti le Phenomenology" : : : : : : : : : :6.2 奈良ワークショップ "Perspe tives in latti e QCD" : : : : : : : : : : : : : : : : :6.3 非摂動くりこみの研究 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :6.4 オブジェクト指向格子 QCD コード 体系の開発 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

49

7

若手交流
7.1 Kl3 崩壊からの Cabibbo-Kobayashi-Maskawa 行列要素 Vus の決定 : : : : : : : :7.2 有効結合定数のスケーリングの研究 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :7.3 格子上の重いクォークの相対論的定式化とそのパラメーターの決定 : : : : : : : :7.4 QCD シミュレーションコード 最適化の研究 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :7.5 Wilson- lover クォーク作用による Nf = 2 + 1 シミュレーションの研究 : : : : : :

53

j j

第 III 部ILDG 関係論文及び仕様ド キュメント

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59

8 Reports at Latti e Symposia

61

9

83

仕様ド キュメント

9.1
9.2
9.3
9.4
9.5

QCDml draft v4.0 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 85
QCDml Ensemble S hema : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 122
QCDml Ensemble S hema sample : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 133
QCDml Ensemble S hema do umentation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 135
QCDml Con guration S hema : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 165
ii

9.6
9.7
9.8
9.9

QCDml Con guration S hema sample : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 169
QCDml Con guration S hema do umentation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 170
ILDG le format v1.1 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 177
Meta Data Catalog spe i ation : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 181

第 IV 部

187

付録

10 2004 年度〜2005 年度格子 QCD 論文リスト

189

11 ILDG Workshop プログラム及び参加者リスト

193

12 セミナー プログラム及び参加者リスト

206

13 共同研究 プログラム及び参加者リスト

222

10.1 学術雑誌発表論文 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 189
10.2 国際会議プロシーデ ィングス : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 191
10.2.1 招待総合報告 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 191
10.2.2 原著発表 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 191

11.1 First ILDG Workshop 19-20 De ember 2002 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 193
11.2 Se ond ILDG Workshop 2 May 2003 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 193
11.3 Third ILDG Workshop 5 De ember 2003 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 194
11.4 Fourth ILDG Workshop May 21 2004 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 195
11.5 Fifth ILDG Workshop De ember 3, 2004 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 197
11.6 Sixth ILDG Workshop May 12, 2005 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 199
11.7 Seventh ILDG Workshop De 8 2005 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 20312.1 弟１回セミナー "Latti e QCD via International Resear h Network" : : : : : : : : 206
12.1.1 プログラム : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 206
12.1.2 参加者リスト : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 209
12.2 弟 2 回セミナー "From a tions to experimentk" : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 210
12.2.1 プログラム : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 210
12.2.2 参加者リスト : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 212
12.3 弟 3 回セミナー "Towards physi s at the physi al quark masses" : : : : : : : : : : 214
12.3.1 プログラム : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 214
12.3.2 参加者リスト : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 217
12.4 弟 4 回セミナー "Latti e QCD via Internatinal Network" : : : : : : : : : : : : : : 218
12.4.1 プログラム : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 218
12.4.2 参加者リスト : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 220
13.1 筑波ワークショップ "Latti e QCD and Parti le Phenomenology" : : : : : : : : : 222
13.1.1 プログラム : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 222
13.1.2 参加者リスト : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 224
13.2 奈良ワークショップ "Perspe tives in latti e QCD" : : : : : : : : : : : : : : : : : 225
13.2.1 プログラム : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 225
13.2.2 参加者リスト : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 227
iii

iv

第I部

事業計画

1

2

1

背景

素粒子物理学は、自然界の極微の構成要素とその間に働く力（相互作用）を探り、その知識に立って、自然界の成り立ちを理解しようとする学問である。 素粒子物理学の研究方法には、高エネルギー加速器を用いた素粒子衝突実験に代表される実験的方法と、湯川秀樹の中間子論や朝永振一郎のくりこみ理論で良く知られる理論的方法が伝統的である。 1980 年頃からは、これに加えてスーパーコンピュータを用いた大規模シミュレーションを中心とする計算物理学の方法が加わった。この方法は、素粒子の強い相互作用を記述する量子色力学（ Quantum Chromodynami s 略
して QCD ）を中心として大きな発展を遂げ、計算素粒子物理学と呼ぶべき分野を形成するに至っている。
計算素粒子物理学は、一つの研究に数ヶ月から数ヵ年にもわたるスーパーコンピュータの大規模な利用が行われること、そのような計算で生成されたデータ自身が貴重な研究成果であって、その二次利用によって更なる研究成果が挙がること、さらには研究手段としてのスーパーコンピュータを研究者自らが開発・製作していることなど 、従来の素粒子物理学とは異なる特徴を持っている。従って、この分野の研究を国際的な視点から推進するためには新たな国際的な研究協力体制の構築が必要である。 本プロジェクトは、計算素粒子物理学分野で大きな役割を果たして来た
筑波大学計算科学研究センターを我が国の中心拠点として、米国・英国・独国など 、この分野の主要国に跨る国際的な研究推進体制を構築する事業である。

1.1

計算素粒子物理学

現在知られている自然界の構成要素は、6 種類のクォークと 6 種類のレプトンであり、これらの間には強い相互作用、電磁気相互作用、弱い相互作用がはたらいている。このような描像を統一的に記述すると考えられている理論体系が、素粒子の標準模型である。
標準模型によれば 、陽子、中性子、パイ中間子など実験的に良く知られたハド ロンと呼ばれる粒子は、複数個のクォークがグルオンにより媒介される力により結合した複合粒子である。クォー
クとグルオンを基本自由度として、素粒子の強い相互作用を記述する理論が QCD である。 QCDはエネルギーが高いほど相互作用が弱くなるという著しい性質（漸近自由性）を持ち、これはまた逆にエネルギーが低い領域では相互作用が強くなることを意味する。この性質により、QCD は、
高エネルギー素粒子衝突実験のスケーリングという特徴と、低エネルギーでクォークが単独で見つかっていない（ クォークの閉じ込め）という、一見相反する二つの性質を単一の理論の枠内で説明すると考えられている。
QCD に基づいてハド ロンの性質を求めるには格子 QCD という枠組を用いる必要がある。格
子 QCD は 、連続な時空を離散な 4 次元の時空格子で置き換え、格子点上のみにクォークとグルオンの場を定義する方法である。数学的に厳密な QCD の定式化であると同時に、モンテカルロ
法などの数値シミュレーションの方法により、QCD の基礎方程式から様々の物理量を計算する実際的な方法を提供する点に重要な特徴がある。 格子 QCD は K. Wilson により 1974 年に提案され 、数値シミュレーションは 1980 年頃に M. Creutz 等により始まった。1980 年代を通じてスー
パーコンピュータの発達と共に成長し 、1990 年代に入ってからは 、QCD 専用の並列計算機が米国（ Columbia 大学、IBM Watson 研究所等）
・日本（ 筑波大学）
・伊国（ Rome 大学）で開発・製作されて QCD 実用計算に供され 、汎用スーパーコンピュータに優る計算性能を提供している。
格子 QCD 計算では、典型的には 24 24 24 48 や 32 32 32 64 等のサイズの 4 次

  
3

  

元格子を用い、この格子上のグルオン場の配位をモンテカルロ法により求める。配位が求まれば 、
その上でクォークの伝播関数を計算し 、それを組み合わせることにより、様々なハド ロンの物理量が求められる。現在までの研究により、ハド ロンの質量スペクトルが QCD により精密に説明されるかど うか、クォークの質量は幾つか、といった QCD の基本的検証に関る計算、標準模型における CP 非保存の解明の鍵となる K 中間子や B 中間子の諸量（ B パラメータ、パイ中間子２個への崩壊振幅等）の理論的決定、さらには、クォークグルオンプラズマの臨界温度・相転移次数・状態方程式の計算等に大きな成果が挙がっている。

1.2 International Latti e Data Grid
格子 QCD 計算ではグルオン配位があれば 、この上で様々な物理量を計算することができる。
この意味でグルオン配位は格子 QCD の基本データである。精度の良い計算には、物理パラメータ
1 点あたり、通常 5 千から１万の独立な配位が必要であるが、そのために必要な計算時間は、世界最速のスーパーコンピュータや QCD 専用計算機を用いても数ヶ月から数ヵ年を必要とする。
このような大規模計算が可能な研究拠点は世界中でも限られている。生成したグルオン配位を自らのグループや国内研究者で利用するだけでなく、世界中の研究者に相互に公開すれば 、それを用いて様々の研究を行うことができ、このような共用を促進することにより、計算素粒子物理学の研究を世界的に加速することができると考えられる。
我が国では、1980 年代半ばから、高エネルギー物理学研究所（現高エネルギー加速器研究機
構 略称 KEK ）及び筑波大学を中心として、格子 QCD の活発な研究が行われてきた。筑波大学
においては、超並列計算機 QCDPAX(1991 年完成) 及び CP-PACS（ 1996 完成時 Top500 リスト
第一位）の開発・製作とそれによる QCD 研究が行われ 、後者の開発拠点として設置された計算物理学研究センター（ 現計算科学研究センター）は、1990 年後半には格子 QCD の国際的拠点としての地位を確立しつつあった。同センター及び KEK では、全国共同利用の一環として、グルオ
ン配位の公開と共用が 2002 年頃から検討され始めていた。特に計算物理学研究センターでは、大規模データをインターネットを活用して共用する所謂データグリッド の観点からの検討を始めていた。
このような中で、2002 年 6 月に、英国 Edinburgh 大学の Ri hard Kenway は、米国・日本・
独国・伊国の主だった研究者に対して、グルオン配位を国際的に共有する機構を設立する可能性について提案を行い、2002 年 6 月に米国 Boston で開催された格子場理論国際会議では公式の呼びかけを行った。日本側では、この提案を受けて、既に検討を開始していた方向であることからその実現を図ることとし 、2002 年 8 月には計算物理学研究センターに素粒子関係者 3 名・計算機工
学者 2 名の合計 5 名からなるワーキンググループを設置して、技術的諸点の検討に入った。2002
年 12 月には、英国 Edinburgh において、国際的な検討会が開催され 、英国・日本・米国・独国が参加した。この会合では、(1) 名称を International Latti e Data Grid（ ILDG ）とし web page を開設すること、(2) MetadataWorking Group 及び Middleware Working Group を設置して、グルオン配位のデータベース化及び検索・ダウンロードに関する国際標準作成を行うことが決まり、国際協力活動がスタートした。その後、ILDG ワークショップは 6ヶ月間隔で開催されている。3 回目までは Edinburgh 大学、第 4 回・第 5 回は筑波大学が開催拠点となり、そこでの議論を節目として ILDG の具体的構築がすすめられた。

4

1.3

本プロジェクト の発足

ILDG の進展と共に浮上してきた問題は、参加各国において予算を含めた国際協力のための体制を如何に構築するか 、またそのような体制を基盤としての実際上の国際的な研究協力や研究者交流をどのように積み上げていくかであった。このような時期に、2003 年秋に日本学術振興会の先端研究拠点事業―拠点形成促進型―の公募がアナウンスされたことから、英国、米国、独国と連絡を取り、実施計画及び予算的裏付けに関する調整を図って日本側における申請を行った結果、平成 16 年度発足課題として「計算素粒子物理学による国際研究ネットワークの形成」が採択
された。

2

計画概要

本プロジェクトの目的は、第一には、計算素粒子物理学において日米欧が協力して、大規模シ
ミュレーションの生成データを共有して研究推進を図ることを目的とする International Latti eData Grid を構築することである。第二には、それを共通基盤とする国際的な研究協力体制を構築することにより、素粒子物理学の理論的研究を推進することを目的とする。

2.1

プロジェクト 実施体制

計算素粒子物理学は、我が国においては、筑波大学計算科学研究センター及び高エネルギー
加速器研究機構を中心として先端的な研究が行われ 、質・量共に世界的にも第一級の研究グループがある。また、日本全体の計算素粒子物理学研究者の組織として Latti e Field Theory Forumが 2002 年 11 月に作られている。従って、日本側組織としては、筑波大学計算科学研究センターが中心となり、Latti e Field Theory Forum を通じて連絡をとりながら計画を進めて行くことができる。
一方世界的には、当該分野において、米国及びヨーロッパ諸国（ 特に、英国、ド イツ等）が先端的な研究を展開して来た。
米国は 、当分野において強力な研究グループを多数擁している。2002 年から 、全米の拠点を網羅して当分野を推進するプロジェクトが 、エネルギー省の S iDAC 計画（ S ienti Dis overy
throught Advan ed Computing Program ）により進められている。フェルミ国立加速器研究所（ FNAL ）は、当分野において顕著な実績があると同時に、S iDAC 計画の主要ノード であり、また素粒子実験においても世界的拠点である。従って、本計画の米国側組織としては、フェルミ国
立加速器研究所を選び 、S iDAC 計画を通じて、他の拠点との協力関係を構築することが可能である。
英国は、エディンバラ大学の並列計算機センター EPCC に主要なスーパーコンピュータを置き、同大学を中心として全英の計算素粒子物理学研究組織 UKQCD がある。特にスーパーコン
ピュータとインターネットを用いた研究体制（いわゆる grid ）の構築に先進的な成果がある。
従って、英国側組織としては同大学が最も適当と考えられた。
ド イツは 、DESY(ド イツシンクロトロン研究所) の Hamburg site 及び Berlin 近郊 Zeuthensite を中心に、本分野の基礎的研究に極めて高い成果を挙げている。さらに DESY のジョンフォ
ンノイマン計算研究所は、今後スーパーコンピュータ設備の中心となる予定であり、同研究所と通じて DESY 及び全独の拠点と連携を図ることができる。

5

日本

拠点機関
部局
コーデ ィネータ
メンバー数
協力機関数
協力機関名

アメリカ合衆国

拠点機関
部局
コーデ ィネータ
メンバー数
協力機関数
協力機関名

イギリス

拠点機関
部局
コーデ ィネータ
メンバー数
協力機関数
協力機関名

筑波大学
計算科学研究センター
教授 宇川 彰16 人（ 発足時） 27 人（ 終了時）
3（ 発足時） 4（ 終了時）
高エネルギー加速器研究機構
広島大学
京都大学
金沢大学（ 平成 17 年度）

Fermi National A elerator Laboratory
Theory Division
Senior S ientist Paul Ma kenzie
20 人（ 発足時） 26 人（ 終了時）
14（ 発足時） 15（ 終了時）
Boston University
Columbia University
Brookhaven National Laboratory
Massa husetts Institute of Te hnology
Washington University
University of Washington
University of California Santa Barbara
Je erson National A elerator Fa ility
University of Arizona
Indiana University
University of Utah
University of Illinois at Urbana-Champaign
Ohio State University
University of Conne ti ut
De Paul University（ 平成 17 年度）
University of Edinburgh
Department of Physi s
Professor Ri hard Kenway
12 人（ 発足時） 13 人（ 終了時）
4
University of Glasgow
University of Wales Swansea
University of Southampton
University of Liverpool

表 1: プロジェクトコーデ ィネータ及び参加機関

6

ド イツ

拠点機関
部局
コーデ ィネータ
メンバー数
協力機関数
協力機関名

イタリヤ
拠点機関
（ 平成 17 年度） 部局
コーデ ィネータ
協力機関数
協力機関名

Deut hes Ele tronen Syn hrotron
John von Neumann Institute for Computing
Group Leader Karl Jansen
12 人（ 発足時） 15 人（ 終了時）
5
Humboldt University at Berlin
University of Bielefeld
University of Muenster
University of Regensburg
Max Plan k Institute fuer Physik
University of Rome I
Dept of Physi s
Professor Guido Martinelli
3
Univ. of Rome II
Univ. of Rome III
Univ.of Milano

表 2: プロジェクトコーデ ィネータ及び参加機関（ 続）以上の状況から、日本側では筑波大学計算科学研究センターが中心となり、米国 FNAL の Paul
Ma kenzie 、英国 Edinburgh 大学の Ri hard Kenway 、ド イツ DESY Zeuthen の Karl Jansen と連絡・調整を図った結果、表 1{2 に掲げる計画実施体制が整えられた。各国組織は計画 2 年目に拡充され 、また、計算素粒子物理学において豊富な実績と研究者陣を有するイタリヤが参加して、5ヶ国体制となった。表にはこれらの状況も示した。各国参加メンバーを表 3{7 に示す。

2.2

実施計画

本プロジェクトの実施計画は、International Latti e Data Grid の構築と、それを視野にいれた
国際共同研究及び国際交流を二つの柱として 4ヶ国コーデ ィネータの打ち合わせにより立案された。具体案は以下のとおりである。

2.2.1 International Latti e Data Grid 構築

International Latti e Data Grid 構築には以下の課題がある。

 データ記述方式及びデータ記録方式の国際標準の制定

ILDG は格子 QCD の基本データであるグルオン配位を蓄積し 、世界各国の研究者が検索しダウンロード することを可能とするのもであるので、蓄積されたデータファイルを記述する
方式及びデータ記録の方式に国際的な共通性がなければならない。

 ILDG のデータ検索及びダウンロード のためのミドルウェアの開発
7

氏名
宇川 彰*
佐藤 三久
朴 泰祐
高橋 大介
岩崎 洋一
青木 慎也
金谷 和至
吉江 友照
石塚 成人
蔵増 嘉伸
谷口 裕介

Baer Oliver
佐々木 潔
石川 智己
武田 真滋
中村 庸介
鈴木 隆平
新谷 栄悟
井出 健智
橋本 省二
金児 隆志
筒井 直人
松古 栄男
山田 憲和
大野木 哲也
大川 正典
石川 健一
出渕 卓

所属

職名

筑波大学・計算科学研究センター
筑波大学・計算科学研究センター
筑波大学・計算科学研究センター
筑波大学・計算科学研究センター
筑波大学
筑波大学・数理物質科学研究科
筑波大学・数理物質科学研究科
筑波大学・計算科学研究センター
筑波大学・計算科学研究センター
筑波大学・計算科学研究センター
筑波大学・計算科学研究センター
筑波大学・数理物質科学研究科
筑波大学・計算科学研究センター
筑波大学・計算科学研究センター
筑波大学・数理物質科学研究科
筑波大学・数理物質科学研究科
筑波大学・数理物質科学研究科
筑波大学・数理物質科学研究科
筑波大学・数理物質科学研究科
高エネルギー加速器研究機構・素粒子原子核研究所
高エネルギー加速器研究機構・素粒子原子核研究所
高エネルギー加速器研究機構・素粒子原子核研究所
高エネルギー加速器研究機構・計算科学センター
高エネルギー加速器研究機構・素粒子原子核研究所
京都大学・基礎物理学研究所
広島大学・大学院理学研究科
広島大学・大学院理学研究科
金沢大学・理学部

教授
教授
助教授
講師
学長
教授
教授
助教授
助教授
講師
助手
助手
研究機関研究員
研究員（科学研究）
学生
学生
学生
学生
学生
助教授
助手
学振研究員
助手
助手
助教授
教授
講師
助手

表 3: 日本側参加者（ *コーデ ィネータ）

8

氏名

所属

職名

Paul Ma kenzie*
Andreas Kronfeld
Donald Holmgren
Edward Neilsen
Jim Simone
Ri hard Brower
Claudio Rebbi
Norman Christ
Robert Mawhinney
Mi hael Creutz
Amarjit Soni
Chris Dawson
John Negele
Stephen Sharpe
Robert Sugar
William Watson, IIIDavid Ri hards
Robert Edwards
Doug ToussaintSteven Gottlieb
Carleton DeTar
Claude Bernard
Aida El-Khadra
Junko Shigemitsu
Mathew Wingate
Thomas Blum
Massimo Di Peirro

Fermilab・Theory Group
Fermilab・Theory Group
Fermilab・Theory Group
Fermilab・Theory Group
Fermilab・Theory Group
Boston University・Department of Physi s
Boston University・Department of Physi s
Columbia University・Department of Physi s
Columbia University・Department of Physi s
BNL・Physi s Department
BNL・Physi s Department
RIKEN-BNL Resear h Center
MIT・Department of Physi s
Washington University・Department of Physi s
UCSB・Department of Physi s
Je ersonlab・Computing Division
Je ersonlab・Theory Group
Je ersonlab・Theory Group
University of Arizona・Physi s Department
Indiana University・Department of Physi s
University of Utah・Physi s Department
Washington University・Physi s Department
University of Illinois・Department of Physi s
Ohio State University・Physi s Department
Washington University・Physi s Department
University of Conne ti ut・Department of Physi s
S hool of Comp. S i.・DePaul University

Senior S ientist
Senior S ientist
S ientist
S ientist
S ientist
Professor
Professor
Professor
Professor
Senior S ientist
Senior S ientist
S ientist
Professor
Professor
Professor
Senior S ientist
Senior S ientist
Senior S ientist
Professor
Professor
Professor
Professor
Professor
Professor
Assistant Professor
Assistant Professor
Aso iate Professor

表 4: 米国側参加者（ *コーデ ィネータ）

9

氏名

所属

職名

Ri hard Kenway*
Kenneth Bowler
Balint Joo
Anthony Kennedy
Brian Pendleton
Christopher Maynard
Christine Davies
Gunnar Bali
Christopher Allton
Christopher Sa hrajda
Jonathan Flynn
Chris Mi hael
Alan Irving
Paul Rakow

University of Edinburgh・S hool of Physi s
University of Edinburgh・S hool of Physi s
University of Edinburgh・S hool of Physi s
University of Edinburgh・S hool of Physi s
University of Edinburgh・S hool of Physi s
University of Edinburgh・S hool of Physi s
University of Glasgow・Dep of Physi s and Astronomy
University of Glasgow・Dep of Physi s and Astronomy
University of Wales Swansea・Department of Physi s
University of Southampton・Department of Physi s
University of Southampton・Department of Physi s
University of Liverpool・Dep of Mathemati al S ien es
University of Liverpool・Dep of Mathemati al S ien es
University of Liverpool・Dep of Mathemati al S ien es

Professor
Professor
Le turer
Professor
Senior Le turer
Le turer
Professor
Le turer
ReaderProfessor
Senior Le turer
Professor
Professor
Le turer

表 5: 英国側参加者（ *コーデ ィネータ）

氏名

所属

職名

Karl Jansen*
Dirk Pleiter
Rainer Sommer
Jo hen Heitger
Mi hele Della Morte
Martin Hasenbus h
Ulli Wol
Frithjof Kars h
Gernot Muenster
Andreas ShaeferPeter Weisz
Istvan Montvay
Hartmut Wittig
R. Ho mann
H. Meyer
F. Kne tli

DESY. John von Neumann Institute for Computing,Zeuthen
DESY. John von Neumann Institute for Computing,Zeuthen
DESY・Zeuthen
DESY・Zeuthen
Humboldt University at Berlin・Institute for Physi s
DESY・Zeuthen
Humboldt University at Berlin・Institute for Physi s
University of Bielefeld・Department of Physi s
University of Muenster・Department of Physi s
University of Regensburg・Department of Physi s
Max Plan k Institute fuer Physik・Muni h
DESY・Hamburg
DESY・Hamburg
Humboldt University at Berlin・Institute for Physi s
DESY・Zeuthen
Humboldt University at Berlin・Institute for Physi sGroup Leader
Resear h Asso iate
Senior Resear her
Resear h Asso iate
Resear h Asso iate
Resear h Asso iate
Professor
Professor
Professor
Professor
Senior Resear her
Senior Resear her
Senior Resear her
Postdo toral fellow
Resear h Asso iate
Resear h Asso iate

表 6: ド イツ側参加者（ *コーデ ィネータ）

10

氏名

所属

職名

Guido Martinell*
Massimo Testa
Roberto Petronzio
Gian Carlo Ross
Anastassios Vladikas
Vittorio Lubi z
Silvano Simula
Roberto Frezzotti

Dept of Phys.・Univ. of Rome I
Dept of Phys.・Univ. of Rome I
Dept of Phys.・Univ. of Rome II
Dept of Phys.・Univ. of Rome II
Dept of Phys.・Univ. of Rome II
Dept of Phys.・Univ. of Rome III
Dept of Phys.・Univ. of Rome III
Dept of Phys.・Univ. of Milano

Professor
Professor
Professor
Professor
Professor
Professor
Professor
Professor

表 7: イタリヤ側参加者（ *コーデ ィネータ）ILDG は国際的なデータグリッド であるが 、基本的な考え方として、各国内部でのグリッドの構成は各国の自主性と判断に任せることとし 、しかしながら国際的な検索やダウンロード
が可能な相互運用可能性を保証するために、国内グリッドと ILDG のインタフェースは共通化することとされた。これに対応して、インタフェースのアーキテクチャの制定と各国におけるミドルウェアの開発が必要となる。

 各国におけるアーカイブサイトの設置と運用以上の準備の下に、ILDG 参加各国はグルオン配位を蓄積し世界に公開するためのアーカイブサイトを建設し 、運用しなければならない。このためには、各国研究者コミュニティが、生成グルオン配位の世界公開に対してどのような方針を取るかをあらかじめ検討し 、できるだけ協調した方針を取る必要がある。

以上の課題の内最初の 2 件は計算機科学に関わる技術的課題である。これについては、平成 14 年
12 月に始まった ILDG ワークショップ以来、Metadata Working Group 及び Middleware Working
Group が設立されており、年 2 回開催（ 12 月及び 5 月）のインターネット経由のテレビ会議を通じて検討が進められてきた。本プロジェクトでは、引続きこのワークショップを強化しつ開催を継続し 、技術開発の集約点とすることが妥当とされ、平成 16 年 5 月及び 12 月のワークショップは日
本が開催を担当する予定が了承された。またその後平成 17 年 5 月と 12 月のワークショップは米国が担当することとなった。さらに、実際の技術開発においては、直接会合しての議論と調整が必要であることから、新たに年 1〜2 回程度、技術担当者が集まって、技術検討会議を行うことが計画された。
第三の点は最終的に ILDG の効果を左右する重要な点であるが 、グルオン配位の生成は多大の労力と予算を必要とし 、また質の良い配位であるほどその上での物理量測定は多くの物理結果を生むことができることから、第三者への公開を何時、どのような形で行うかは単純な問題ではない。従って、この問題に対して幅広く研究者コミュニティの賛同を得るには、様々の場所と機会を捉えて議論の必要がある。また、このような議論には、計画実施 2 年間の間に世界的にどのようなグルオン配位生成が行われるかの把握も必要である。これらは、技術的な問題を越えた事項であるので、ILDG ワークショップだけでなく、後述する定期セミナーにおいて情報交換と討議を重ねることとなった。

11

2.2.2

セミナー開催ILDG 構築の目的は計算素粒子物理学の推進であるので、当該分野における研究状況に関して最新の情報交換を行って、研究の方向性を見定め、また共同研究の芽を探ることは本計画の重要な要素である。この点については、コーディネータ間での意見交換の結果、6ヶ月間隔で、物理に重点を置いたセミナーを各国持ち回りで開催することとなった。開催国及び目的概要は以下のとおりとされた。

 第一回 日本

格子 QCD の大規模数値シミュレーションの現状を総括し 、国際研究ネットワークによる研究の進展の可能性を具体的に議論する。

 第二回 英国

格子 QCD シミュレーション全般について、本拠点事業の初年度の成果を中心に現状を整理
し 、次年度の課題を整理する。

 第三回 米国を予定
第１回セミナーでの種々の問題提起、第２回セミナーでの問題解決への研究の進展の報告などを受けて、実際にどのように問題が解決されつつあるのかを総括する．

 第四回 日本を予定
２年間の本研究を終えるに当たってこの２年間の活動を総括し 、この分野での研究協力の発展とそれによる問題解決の枠組を将来的にどのように遂行して行くかを議論する。

2.2.3

共同研究

ILDG の構築は、明確なターゲットとスケジュールを持って実施される具体的な国際共同研究であるが、これと並んで、物理面に重点をおいた共同研究の追求も非常に重要なテーマであるので、以下の課題が追求されることとなった。

 滞在型ワークショップ
テーマを定めて各国の研究者が数週間滞在し 、当該テーマの現状のレビュー、課題の検討、今後に向けての研究の方向性、に関する集中討論を行う。
その後の調整により、平成 16 年度は筑波において "Latti e QCD and Parti le Phenomenology"をテーマに、平成 17 年度は奈良において"Perspe tives in Latti e QCD"をテーマに開催することとなった。

 課題別共同研究
個別の具体的テーマを定めての共同研究。その後の調整により、日本とド イツの間で「非摂動くりこみの研究」を、また日本と米国の間で「オブジェクト指向格子 QCD コード の開発」
を行うこととなった。

2.2.4

研究交流

研究者交流、特に、若手研究者及び大学院生の国際交流と国際経験の涵養は、重要な課題である。この目的を実現するために、本計画においては、若手研究者及び大学院の海外拠点への長期12派遣を行い、また本計画で実施するセミナー等には積極的な派遣と成果発表の機会を与えること
とした。

13

第 II 部

事業の成果

15

16

3

International Latti e Data Grid の構築

3.1

概要

ILDG の構築には、(1) データ検索とダウンロード のための計算機技術面からの開発・実装、(2)
このような活動を世界的規模で進めていくための制度的仕組みの整備、(3) 実際のデータの蓄積とその利用による計算素粒子物理学研究の推進、の３つの側面がある。これらのいずれの面においても、2002 年 12 月に第一回が開催され、その後 6ヶ月間隔で開催されている ILDG Workshop が大きな役割を果たしている。このワークショップは Internet を利用したテレビ会議形式で開催されており、第 3 回までは A ess Grid http://www.a essgrid.org と VRVS http://www.vrvs.orgの二つのテレビ会議システムを利用して行われたが 、両者の間のブ リッジが不調であることが多いことから、第 4 回以降は VRVS に一本化された。表 8 に現在までの 7 回の開催概要を示す。また、第 4 章付録に各回のプログラム及び決定事項を記載する。

International Latti e Data Grid Workshops
dateorganizer
ILDG-1 19-20 De ember 2002 Edinburgh University
ILDG-2 2 May 2003
Edinburgh University
ILDG-3 5 De ember 2003
Edinburgh University
ILDG-4 21 May 2004
University of Tsukuba
ILDG-5 3 De ember 2004
University of Tsukuba
ILDG-6 12 May 2005
Boston University
ILDG-7 8 De ember 2005
Boston University
ILDG-8 11 May 2006 予定
DESY Zeuthen# parti ipating sites
3
5
7
6
11
15
17

表 8: ILDG Worskhops 開催状況
ワークショップにおいて決められた主要な事項は次のとおりである。

 第一回 : Working Group の設置

2002 年 12 月に英国 Edinburgh において行われた第一回の ILDG Workshop において MetadataWorking Group 及び Middleware Working Group を設置することが決まり、これらのWorking Group を中心として、グルオン配位のデータベース化及び検索・ダウンロード に関する国際標準作成作業のための国際協力活動がスタートした。

Metadata Working Group のメンバーを表 9 に掲げる。主査は発足時の互選により吉江友照（筑波大学計算科学研究センター）が務めることになり、データ記述標準 QCDml の制定、
data binary format の制定に大きな役割を果たした。
Middleware Working Group のメンバーを表 10 に掲げる。主査は置かず、William Watson III（米国 Je erson National A elerator Fa ility ）、Balint Joo（当時英国 Edinburgh University
現在米国 Je erson National A elerator Fa ility ）及び佐藤三久（筑波）の三人が o- onvenor
として全体取まとめを行うようになっている。

 第三回 : ILDG Board の設置
17

第 3 回の Workshop において組織面での検討が行われ、ILDG の活動を取りまとめるために
ILDG Board を設置することが決まった。ILDG Board の規約は次のとおりである。

International Latti e Data Grid Board:{ The Board is established with one member from ea h ountry to de ide poli y andoversee the working groups.
{ The hairperson will rotate on an annual basis, hanging at the Latti e Conferen e.
{ The Board is harged with expanding the membership, seeking the allo ation of
resour es from their national proje ts, and onsidering the a ess poli y for ILDG
data and guidelines for data sharing.
{ The hairperson is responsible for organising the 6 monthly workshops.

Board member は各国の研究者コミュニティから選出され、Board Chair は毎年 12 月の ILDG
ワークショップで交替している。現在までの Board member 及び Board hair を表 11 に記す。

 第四回 : QCDml の取まとめ

計算素粒子物理学の基本データである gluon on guration の記述言語 QCDml の策定がMetadata Working Group で行われ 、略最終版の取まとめが 2004 年 5 月の第 4 回ワーク
ショップで行われた。

 第五回 : ミドルウェア基本アーキテクチャに関する合意

ILDG の各国間サイトを相互運用可能とするためのインタフェースアーキテクチャが Middleware Working Group において策定され 、2004 年 12 月の第 5 回ワークショップで合意された。参加各国はこれに従い国内データグリッド のミドルウェア作成を進めている。

 第五回-第六回 : 公式オープニング期日

ILDG の公式オープニング期日を 2006 年 6 月とすることが 2004 年 12 月の第 5 回ワークショッ
プで了承され、2005 年 5 月の第 6 回ワークショップで確認された。

3.2 QCDml
3.2.1 QCDml の目的
格子 QCD の数値シミュレーションでは、種々の物理条件（裸の結合定数、クォーク数、クォー
ク質量、格子サイズ等）を設定して、モンテカルロ法によって多数の QCD 配位を生成する。配位生成時に用いられる格子作用やアルゴ リズムも多種多様である。ILDG に保管される QCD 配位
データは 、この様な配位の生成条件を記述したデータ（ メタデータ）を伴ってはじめて意味を持つ。つまり、メタデータを ILDG を構成する各グリッドでメタデータベースとして保持し 、ユーザーが特定の条件を指定して配位を検索できる仕組みを構築しなければならない。QCDml(QCDmarkup language) は、配位生成条件を記述する国際規格として、策定するものである。

18

International Latti e Data Grid Metadata Working Group国
イタリヤ
オーストラリア
日本
米国
英国
ド イツ

氏名

所属

G. Androni o
P. Coddington
T. Yoshie( onvenor)
R. Edwards
J. Simone
C. Maynard
D. Pleiter

INFN
University of Adelaide
筑波大学計算科学研究センター

Je erson National A elerator Fa ility
Fermi National A elerator Laboratory
Edinburgh University
DESY Zeuthen

表 9: ILDG Metadata Working GroupInternational Latti e Data Grid Middleware Working Group
国
イタリア
日本
米国

英国
ド イツ

氏名

所属

G. Androni o
M. SatoW. Watson III
J. Hetri k
D. Holmgren
B. JooA. Gellri h

INFN
筑波大学計算科学研究センター

Je erson National A elerator Fa ility
NERSC
Fermi National A elerator Laboratory
Edinburgh University
DESY Hamburg

表 10: ILDG Middleware Working GroupInternational Latti e Data Grid Board
国名

氏名

日本
米国
英国
ド イツ

Akira Ukawa
筑波大学計算科学研究センター
Ri hard Brower Boston University
Ri hard Kenway Edinburgh University
Karl Jansen
DESY Zeuthen

Board Chair
2002 年 12 月〜2003 年 12 月
2004 年 1 月〜2004 年 12 月
2005 年 1 月〜2005 年 12 月
2006 年 1 月〜2006 年 12 月

所属

Ri hard Kenway
Akira Ukawa
Ri hard Brower
Karl Jansen

英国
日本
米国
ド イツ

表 11: ILDG Board

19

3.2.2 QCDml 策定の経過

2002 年 12 月に開催された第１回 ILDG ワークショップにおいて、QCDml 策定の為のワーキン
ググループを立ち上げることが合意された。2003 年１月にメタデータワーキンググループを組織
し 、主として電子ベールベースで議論を続けた。ワーキンググループのメンバーは既に表 9 に掲げたが、後に C.Detar (Utah) 氏が議論に加わった。議論や合意事項の要約は、半年に一回開催される ILDG ワークショップや毎年開催される格子場理論国際会議に於て報告され 、ILDG 参加者や
格子 QCD コミュニティからのパブ リックコメントを取り入れる形で、策定作業をすすめた。
QCDml 策定に至る主な経過は以下の通りである。
 2003 年 7 月に QCDml のド ラフトバージョン (QCDml draft ver3.9) の取纏めを完了した。

 格子場理論国際会議 latti e'03 後のパブ リックコメントを受け、討論を重ね、QCDml の改訂版 (QCDml0.40) の提案を 2004 年 5 月に開催された ILDG ワークショップにておこなった。当該ワークショップでの議論を受け、2004 年 7 月に QCDml1.0 をリリースした。ド ラ
フトバージョンからの主な改良点は、{ 同一物理条件・格子作用で生成される配位の組 (ensemble) に対するメタデータの記述と配位そのもののメタデータの記述の分離{ 格子作用の木構造の実現方法の変更である。この時点で、QCDml の基本設計が完了した。

 その後 QCDml を３回改訂し 、ILDG で実際に使われる QCDml1.3 を 2006 年 3 月にリリースした。主な改良点は以下の通りである。

{ 格子作用の木構造の実現に於けるバグフィックス{ 記述可能な格子作用の追加{ ensemble に対する基本物理量の記述の追加{ ネームスペース割り当て規則の整理
3.2.3 QCDml 設計の基本方針

QCDml 策定にあたって採用した基本方針は以下の通りである。
 XML による QCDml の設計と作用の木構造の実現
QCD 配位のメタデータのセットは、格子 QCD 研究の進展とともに拡大する。格子 QCD のシミュレーションで現在用いられている種々の格子作用は、基本的な格子作用から出発して、種々の物理的アイディアに基づいて順次改良されたものであり、今後も新たな格子作用が提唱されシミュレーションに用いられる可能性が高い。従って、QCDml は、既存の QCD 配位のメタデータを記述できるのみならず、将来提唱される作用への拡張が上位互換を保って実現できる必要がある。ILDG では、メタデータの記述言語の拡張が容易で、事実上の業界標
準である XML 技術を用いて QCDml を策定することとした。種々の格子作用は、元の作用と改良された作用を繋ぐと木構造で表現できる。QCDml では、この木構造を XML-S hemaのモデルグループの substitution の手法を用いて実現している。また、XML を採用する事
により、QCDml をクォーク伝搬関数等のメタデータの記述へ拡張することも容易になる。

20

 メタデータ間・データ

メタデータ間の連携
QCDml では、メタデータベースの検索を容易にするため、ensemble とその ensemble に属する配位のメタデータを別々の XML ドキュメントで記述する。ILDG では、相互のドキュメ
ント間及び メタデータと配位ファイルそのものの対応関係を保持する仕組みを、XML ドキュ
メントや配位に埋め込むタグで実現することとした。この仕組みは、将来 ILDG をクォーク
伝搬関数等を含む様に拡張する際にも、有効である。

 S hema によるメタデータ記述の曖昧さの排除

ILDG では、配位の生成条件を記述する際、\同じものを同一の名称を用いて記述する" 事が必須であるが 、格子 QCD のコミュニティでは、格子作用やシミュレーションパラメータに
統一的な名称があるわけではない。QCDml では、もっとも標準的であると思われる名称を採用し 、共通に用いることとした。異なった名称の誤用を避けるため、QCDml では、全ての名称を XML 要素で記述することにより、メタデータド キュメントがルールに従って記述されていることを検証できる様に設計した。

 必要最小限の配位生成条件の記述

配位の生成条件は多種多様であるが、QCDml で記述する必須の生成条件は \配位や ensembleを検索する意味のあるメタデータ" に限り、配位を提供するグループ 固有の情報は、別途、グループ毎に準備するドキュメントに纏めることとした。

 配位とメタデータの素姓と履歴の記述

QCDml では、配位生成条件に加えて、その配位を誰（どのグループ ）が何時如何なるプロ
ジェクトで生成したを記述することとした。また、必要に応じて、s hema の変更履歴を記録することとした。

3.2.4 QCDml の概要

ILDG メタデータワーキンググループの活動の成果は 、QCDml S hema であり、以下の URLにて格子 QCD コミュニティに公開されている。
http://www.lq d.org/ildg/QCDml/ensemble1.3/QCDmlEnsemble1.3.0.xsd
http://www.lq d.org/ildg/QCDml/ on g1.3/QCDmlCon g1.3.0.xsd
前者は ensemble を記述する s hema で、後者は配位を記述する s hema である。
Ensemble s hema は、markovChainURI 要素、management 部、physi s 部、algorithm 部から構成される（図 1 参照）。一方、配位 ( on guration) s hema は、management 部、implementation部、algorithm 部、pre ision 要素、markovStep 部から構成される（ 図 2 参照）。本報告書では、
QCDml の各部の概要と特筆すべき事項を述べるにとどめる。詳細は、成果物として添付する上記
URL の s hema 、s hema ド キュメント、及び QCDml ドキュメントサンプルを参照されたい。
Ensemble s hema: markovChainURI 要素
markovChainURI 要素は、ensemble に付与されるタグを記述する要素である。タグ名の形式は、
m :// ollaboration 名/ ollaboration 依存 path 名である。タグは、ensemble に属する配位のメタデータドキュメントの <markovStep/markovChainURI>の値と一致させ、ensemble と on guration の対応を保持する。
21

図 1: ensemble s hema の構成図

Ensemble s hema: management 部
management 部は、ensemble の素姓と履歴を記録する。当該 ensemble を生成した ollaboration
名、プロジェクト名、文献、メタデータベースへの登録日などの履歴情報が記述される。

Ensemble s hema: physi s 部
physi s 部には、ensemble 生成の物理条件、つまり、格子サイズ、gluon 作用（ 名称、境界条件、結合定数等）、quark 作用（名称、境界条件、quark 数、質量パラメータ等）の情報が記述される。
前節で述べたように、格子作用は s hema レベルで木構造をもつ。現時点で記述可能な作用を木構造とともに、図 3 に示した。図 4 は、典型的な格子作用の記述構造図である、また、physi s 部には、ensemble の基礎物理量（ ;  質量比等）をオプションとして記述することができる。
Ensemble s hema: algorithm 部
シミュレーションに用いられた algorithm を記述する。Algorithm は多種多様であり、その詳細を
22

図 2:

on guration s hema の構成図

統一的に記述するのは不可能であるので、QCDml では、algorith 名称、文献、厳密な algorithm
か否か、のみを必須の情報として記述する。その他の付加情報は、グループの必要に応じて、名称値のペアか任意タイプで記述する。

Con guration s hema: management 部
Con guration s hema の management 部には 、その配位の生成者・生成日、ILDG への登録者・登録日などの履歴情報と、配位の he ksum が記述される。
Con guration s hema: implementation 部配位生成に用いられた計算機や、シミュレーションプログラムの情報が記述される。

Con guration s hema: algorithm 部
Algorithm のうち、配位依存な情報が記述される。Algorithm のどの情報を ensemble/ on guration
ドキュメントのど ちらに記述するは、 olloboration の選択にまかされる。
23

図 3: QCDml1.3.0 で記述可能な gluon 作用（ 左）と quark 作用（ 右）Con guration s hema: pre ision 要素
配位生成時の計算精度が記述される。

Con guration s hema: markovStep 部
markovStep 部は、その配位が属する ensemble の markovChainURI 、ensemble 内の位置情報、配位の plaquette の値、及び 、配位を特定するタグ dataLFN (data logi al le name) が記述される。
タグ名の形式は、

lfn:// ollaboration 名/ ollaboration 依存 path 名である。タグは、次章『データバイナリフォーマット 』で述べる様に、配位ファイルに埋め込まれる。これによって、ILDG で配布される配位から逆に配位のメタデータを検索する手段を与える。

3.3
3.3.1

ファイルフォーマット
経緯と経過

ILDG に保管され共有される QCD 配位は、ILDG ユーザーが配位を正しく読み取れる様、特定の規則に従ってファイル中に保持されなければならない。ILDG の配位フォーマットは 、主として、メタデータワーキンググループで議論された。
2003 年 7 月に策定された QCDml のド ラフト版では 、既に多くのグループが自前のファイル
フォーマットで配位を保管しており、それらを標準のフォーマットに変換するコストは膨大であることを考慮して、

 ILDG の標準フォーマットは抽象的なものであり、実際のフォーマットはグループ毎に異なって構わないこと

 配位の提供者は、自前のフォーマットで保管されたファイルから標準フォーマットで配位を読み出すライブラリを提供することが、提案された。

24

図 4: 非摂動的に O (a) 改良された Wilson-Clover quark 作用の記述構成図
その後、1) 全てのプラットフォームと全ての計算機高級言語に対応したライブラリの作製は容易ではないこと、2) ファイルとライブラリの組を常にセットで取り扱うことはユーザーには負担が大きいこと、等が議論され、ILDG では、

 全ての配位を標準フォーマットに変換し保管することが合意された。標準フォーマットは、ミドルウェアワーキンググループのメンバも加えて議論を重ね、2005 年 5 月開催の第６回 ILDG ワークショップに提案され 、承認された。

3.3.2 ILDG 配位フォーマット の概要
パッキング

配位ファイルは配位のバイナリデータを保持するのみならず、

 配位ファイルから、その出自を辿れる仕組みを提供し 配位ファイルに記録されたメタデータ以外のデータを参照することなく、バイナリデータを読み込むことを可能にする必要がある。これを実現するため、ILDG では配位ファイルに、配位のタグである dataLFN (logi al
le name) と、格子サイズやバイナリデータの精度等のデータを読み込む際に必要となる最低限のメタデータ (format metadata) を埋め込むこととした。
データとメタデータのパッキングには、S iDAC で開発された LIME (Latti e QCD Inter hange
Message En apsulation) を用いる。LIME は、複数の ASCII やバイナリデータをレコード として保持し 、各レコード をファイルをアンパックすることなく取り出す仕組みを提供する。また、提供されている C 言語のライブラリを用いることにより、ユーザーの物理量測定プログラムから直接配位のバイナリデータを読み込むことも可能である。

25

図 5: ILDG 配位ファイルのフォーマット
ファイル構造 LIME の一ファイルは 、一つの又は複数のメッセージから構成され 、一つのメッセージは、一つの又は複数のレコードから構成される。図 5 に、 QCD 配位のメッセージ／レコー
ド の構成を示した。バイナリデータ、format metadata 、dataLFN は、図に示したレコード タイ
プを持つ。
ILDG の QCD 配位ファイルには、上記の dataLFN と format metadata に加えて、配位提供者の利便の為、配位提供者独自の情報をパックできる。配位提供者独自のレコード はの位置に置くことができ、レコード タイプの最初のダッシュ ('-') までは配位提供者の namaspa e を表す。
その他のファイル構造規則の詳細は 、成果物として添付する文書 \ILDG Binary File Format(Rev.1.1)" 参照のこと。

ildg-format レコード

ファイルフォーマット メタデータは 、上述の様に格子サイズやデータ精度を Format S hema に従って記述した XML ド キュメントである。下の例に示した様に、SU(3)ゲージ群の配位データ以外への拡張を想定し 、< eld> 要素を記述することとした。なお、Format
S hema は成果物として添付する。

<?xml version="1.0" en oding="UTF-8"?><ildgFormat xmlns="http://www.lq d.org/ildg"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLS hema-instan e"
xsi:s hemaLo ation="http://www.lq d.org/ildg/filefmt.xsd"><version> 1.0 </version><field> su3gauge </field><pre ision> 32 </pre ision><lx> 20 </lx> <ly> 20 </ly> <lz> 20 </lz> <lt> 64 </lt></ildgFormat>
このレコード は dataLFN を表す 一つの string であり、対応する配位XML ド キュメントの <dataLFN> 要素の値と一致しなければならない。

ildg-data-lfn レコード

26

このレコードは配位のバイナリデータである。SU(3) ゲージ配位は４次元超立方体のリンク上に定義された SU(3) 行列の組である。x(n) を格子点 n = (n1 ; n2 ; n3 ; n4 )でのクォーク場とするとき、

ildg-binary-data レコード

xy(n)U (n)x(n + ^) 

X3 [xy(n)℄ [U (n)℄ [x(n + ^)℄

a;b=1

a



ab

b

(1)

がゲージ不変となる様、配位 [U (n)℄ab が定義される。
配位は 8 (7) 次元の浮動小数点実数（複素数）の配列に保持される。配列のインデックスは、ゆっ
くり変化する順に（ 括弧内は C-style のインデックス）、以下の通りとする。

1. 時間方向のサイト インデックス t (t = 0;    ; NT 1)
2. z 軸方向のサイト インデックス z (z = 0;    ; NZ 1)

3. y 軸方向のサイトインデックス y (y = 0;    ; NY 1)
4. x 軸方向のサイトインデックス x (x = 0;    ; NX 1)
5. 方向のインデックス  ( = 0; 1; 2; 3: この順に x,y,z ,t 方向を表す)
6. olor のインデックス a (a = 0; 1; 2)
7. olor のインデックス b (b = 0; 1; 2)
8. (実部 (0) 虚部 (1) のインデックス ir (ir = 0; 1))
対応する C の配列宣言（ C 言語では、右のインデックスから早く走る）は、
double U[NT℄[NZ℄[NY℄[NX℄[NDIMENSION℄[NCOLOR℄[NCOLOR℄[2℄ ;となり、Fortran (左のインデックスから早く走る) では、
omplex U(NCOLOR,NCOLOR,NDIMENSION,NX,NY,NZ,NT)となる。
各実数は、IEEE の浮動少数点実数の 32bit/64bit フォーマットで書かれ、byte order は bigendian
とする。

3.3.3

チェックサムILDG では転送されたファイルが壊れていないことをチェックする仕組みが必要である。このため、配位提供者は、配位のバイナリデータ部の 32bit CRC チェックサムを計算して、対応する配位メタデータの <management>/< r Che kSum> 要素に記録することとした。LIME でパックされたデータをアンパックすることなくチェックサムを計算するツールが提供されている。

3.4 ILDG ミド ルウエア
3.4.1 ILDG ミド ルウエア設計の基本方針と経緯

ILDG のミド ルウエア開発は Middleware Working Group を設置して行われた。メンバーは表
10 に掲げたとおりである。まず基本方針の検討を行い、グループ基本方針として、地域毎に構築する QCD データグリッドを連携するために、以下の方針をとることになった。
27

 連携するためのインタフェースとして、グリッド 分野で標準的なインタフェースとなっている web サービスを用いる。

 基本的なアーキテクチャと構成要素について決め、その間のインターフェースのみを定義することをワーキンググループで決定し 、実装については各拠点に任せる。

 もちろん、共通に使えるソフトウエアの開発については推奨し 、その普及については支援を行う。
以上のように、分担して開発するといった強い連携ではなく、インタフェースを設計、決定することを主な作業とすることによって緩い連携が可能になり、同時にそれぞれのサイトの事情に会わせたシステムとすることができるようになった。
Middleware Working Group では、定期的な ILDG ワークショップでの議論・報告の他に、メールでの議論を進め、さらに詳細検討のための技術検討ワークショップを行った。第一回目は 2004
年 10 月に Edinburgh にて、また第二回目は 2005 年 10 月に筑波大にて開催し 、設計並びに仕様決定の作業を進めた。
日本においては、筑波大計算科学研究センターにて、国立情報学研究所 (NII) の委託を受けて、
ILDG ミドルウエアの基本設計と開発を行った。

3.4.2 ILDG ミド ルウェアのコンポーネント
共有するデータとしては、次の 3 種類のものがある。

 ensemble metadata ： ensemble とは、ある特定の物理条件や計算のアルゴ リズムを指定するもので、それを QCDML で記述したメタデータ。

 on guration data：ある ensemble において、格子サイズ、乱数の系列等を指定して計算した結果のファイル

 on guration metadata： on guration data を QCDML にて記述したメタデータ（ QCDmlについては、QCDml の章を参照のこと。）

ILDG を構成するサイトには、上記の QCD データに対して、以下の３つのコンポーネントを設置する。それぞれのコンポーネントには web サービ スのインタフェースが定義されており、これを用いてアクセスする。

 MDC(Meta Data Catalog): QCDML で記述されたメタデータを検索するための Web サー

ビス。Xpath また SQL を用いて、メタデータを検索する。ensemble の検索結果としては、
ensenble ID 、 on guration の検索結果としては on guration ファイル（計算結果）に対す
る LFN(logi al le name) などの情報が得られる。LFN とは、データグリッド 中に存在する
on guration データファイルに関する論理的なユニークな名前である。MDC の定義については添付ド キュメントを参照のこと。

 RC(Repli a Catalog): LFN に対応する Repli a の URI のリストを返す Web サービ ス。
LFN に対応するファイルの実体は複数存在することがあり、これを Repli a とよぶ。これをSURL(Site URL) という。ここで返される URL は、下記の SRM の URI でもいいが 、実際の転送するための http や ftp の URL でもよい。
28

図 6: ILDG のコンポーネントと一般的なアクセスフロー

 SRM(Storage Management System): データアーカイブなどから 、データとりだし転送をセットアップするためのサービ ス。URI の一つとして、用いられる。SRM の URI は 、ftpなどの実際の転送の TURL(Transfer URL) に変換され、実際の転送はそのプロトコルで行われる。

MDC と RC は必須であるが 、RC から返される URI は直接、ftp や http など の実際の転送のURI でもいいため、SRM はオプショナルとなる。
図 6 に、SRM を使わない場合の一般的なフローを示す。
3.4.3 ILDG のソフト ウエアモデル
上記のコンポーネントに対し 、ユーザは大きく分けて２つの方法で利用することになる。

 ユーザが、直接 MDC や RC などの web seri e にアクセスするアプリケーションプログラムを作成し 、利用する。

 web サーバが 、MDC や RC などのコンポーネントにアクセスし 、web ブラウザからの利用を可能にする。
特に、後者の場合、web サーバの中にあるプログラムが MDC や RC の web サービスのクライアン
トになるため、サーバサイド クライアントとよばれ、このようにして web ブラウザを通じてサービスを提供するモデルを、3 層モデル (three-tier model) と呼ぶ。これを図 7 に示す。ユーザは web
ブラウザで検索などをしたあと、 on guration データを転送する。

29

図 7: ILDG の web ブラウザからの利用：3 層モデル

user
WS
web
browserserver-sideclient, oruser app

WS

MDC

Japan

MDC

UK

MDC

US

WS
MDC
directory
service
図 8: ILDG サイトの連携

3.4.4 ILDG サイト の連携と利用

ILDG のサイトは、それぞれ、自サイトにあるデータに関して、上記の web サービ スを提供する。ILDG のメインサイト ildg.org では、各サイトに関する情報を (http にて) 取り出すことができ、クライアントアプリケーションはこの情報から、それぞれのサイトの web サービスにアクセ
スすることになる。
複数のサイトがある場合の連携について、図 8 に示す。ユーザは、MDC に直接アクセスするア
プリケーションもしくは、サーバサイド クライアントを用いて、それぞれのサイトの web サービ
スにアクセスし 、各国のサイトにあるデータへの情報を取得することになる。
3.4.5

認証について認証については、メタデータへの検索時には行わず、実際の on guration データの取得時に行うことになった。すなわち、MDC などでのメタデータの検索や RC による URI の取得などの Web
サービスへのアクセスは公開し 、認証は行わなくてもよい。Web サービスへの認証が必要な場合

30

には、https などを用いて、コネクションベースの認証を使うことにする。
実際の on guration データを取得する場合に、グリッドの標準的な認証方法である公開鍵 (PKI)による認証方法を標準として、グリッド のファイル転送のツールである gftp 等を用いる。
web サービ スについての認証方法については、現在様々な方法がグリッド 分野において提案されているが 、今後、技術動向を見て検討していくことになった。

3.4.6

現在の状況

RC と SRM に関しては、FNAL 、JLab 等の米国の研究機関、CERN 等のヨーロッパの研究機
関で、高エネルギー素粒子実験のデータグ リッド に使われているものであり、web サービ スの定義はそれに準ずる。また、MDC のインタフェースについては、2005 年の筑波大でのミド ルウエ
アワーキンググループのワークショップで大枠がきまり、2006 年 3 月にほぼ決定、4 月には相互運用の実験を行っている。
2006 年 5 月の ILDG ワークショップにて、最終的な合意をもって、実験的な運用を開始する予定である。

3.5 Latti e QCD Ar hive
3.5.1 LQA の概要

LQA (Latti e QCD Ar hive) は、筑波大学計算科学研究センターで公開している格子 QCD 計
算のためのデータベースである。ILDG への展開を視野にいれ 、2003 年 12 月より ILDG のプロトタイプとしてを構築し運用してきた。
その特徴を挙げる。

 ILDG の標準化の初期段階のメタデータとコンフィグレーションのデータを格納し 、web ブラウザからメタデータに対して検索を行い、条件にあったデータを取得することができる。

 条件検索に関しては、ILDG の標準的な検索方法である Xpath によるメタデータの検索の他に、筑波大計算科学研究センターで公開するデータに関して、対話的に条件検索ができる
ユーザインタフェースを提供している。

 検索されたデータを一括して、ダウンロード することができる。
 ユーザ登録を行い、登録されたユーザにたいしては、コンフィグレーションをダウンロード
する時点で認証を行う。
図 9 に対話検索機能の画面を示す。格納されているデータの選択肢が示され 、ユーザはインタ
ラクティブに条件を絞って、検索していことができる。
検索結果が絞られた時点で "List Data" というタブを選択することにより、現在のリストが示される。それの一例を図 10 に示す。個別にダウンロード する場合には、所望のデータにマーク、あるいは全部を選択して、これに対するダウンロード するコマンド スクリプトを生成する。これを、ファイルに保存し 、実行させることにより、一括してダウンロード することができる。なお、このデータをダウンロード する段階で登録によって提供させるアカウントが必要となる。

31

3.5.2 LQA に格納されているデータと運用状況
現在 LQA には超並列計算機 CP-PACS により生成されたフレーバー数 2 の動的なクォークの効果を含む on guration がアーカイブされ、公開されている。データのパラメータとデータ数を表12 に示す。表 13 に平成 16 年 6 月以降のダウンロード ファイル数を示す。
また、CP-PACS Collaboration と JLQCD Collaboration が協力して生成を続けてきた Nf = 2+1
QCD の配位の生成も一区切りがついており、平成 18 年夏過ぎを目処に世界公開すべく準備が進められている。

latti eSWa(fm)

La(fm)mP S =mV for sea quarks# traje tories

1.80 123  24 1.60 0.2150(22) 2.580(26) 0.807(1) 0.753(1) 0.694(2) 0.547(4)
6250

5000

7000

5250

7000

7000

7000

7000

4000

4000

4000

4000

2000

2000

2000

2000

1.95 163  32 1.53 0.1555(17) 2.489(27) 0.804(1) 0.752(1) 0.690(1) 0.582(3)2.10 243  48 1.47 0.1076(13) 2.583(31) 0.806(1) 0.755(2) 0.691(3) 0.576(3)2.20 243  48 1.44 0.0865(33) 2.076(79) 0.799(3) 0.753(4) 0.705(5) 0.632(7)表 12: CP-PACS Nf = 2

月

年

June
July
AugustSeptember
O troberNovember
De emberJanuary
February
Mar h

2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2006
2006
2006

in guration data

ファイル数

2251
5931
4688
683
2
0
725
1147
1136
925

表 13: LAQ 月あたりダウンロード ファイル数

3.5.3 LQA の今後
現在、ILDG のミドルウエアの開発がほぼ終了しており、これを用いた LQA も開発した。ILDGの運用がはじ まり次第、ILDG のミド ルウエアをベースにしたものに移行する予定である。これ

32

図 9: LQA の対話検索機能のスナップショット
により、同じ インタフェースで各国のデータベースを検索できることが期待される。

3.6 HEPNET-J/s と Japan Latti e Data Grid
3.6.1

目的と経緯

ILDG は地域毎に構築する QCD データグ リッド を繋ぐ 、所謂 \Grid of Data Grids" である。
JLDG (Japan Latti e Data Grid) は、日本の複数の格子 QCD 研究グループがデータを共有する
為のデータグリッドとして構築し 、その一部を ILDG を通じて世界に公開する機構を備える。
筑波大学計算科学研究センターでは、ILDG の日本グリッドのプロトタイプとして LQA (Latti e
QCD Ar hive) を 2003 年 12 月に構築し運用してきた。これとは独立に 、日本の格子 QCD 研究グループでは、高エネルギー物理学用の計算機ネットワークの一部として、ファイル共有の為の専用ネットワーク Hepnet-J/s を 2002 年から運用してきている。JLDG は、Hepnet-J/s の運用上の問題点を解消し 、LQA を ILDG の標準に合致する様改編した上で、両者を結合したデータグ
リッドとして構築された。
JLDG は、2005 年 11 月に基本構想の合意がなされ 、国立情報学研究所 (NII) の委託を受けて、その基本設計を筑波大学計算科学研究センターがおこない、実際のシステム構築を外注して 2006
年 3 月に小規模システムが完成した。なお、現在、JLDG プロジェクトには、筑波大学、高エネ
ルギー加速器研究機構 (KEK) 、京都大学、広島大学の各機関が参加している。

33

図 10: LQA の検索結果の表示／ダウンロード のスナップショット

3.6.2 Hepnet-J/s

Hepnet-J/s は 、2002 年から国内の格子 QCD 研究グループが運用している広域分散型のファ
イルミラーリングシステムである。バックボーンとして、NII 設置の Super SINET Gigabit 専用
線・MPLS 接続線を束ねた KEK をハブとするプライベートネットワークを用い、各拠点に置かれた NAS 間で、データを定期的（ 一日に数回）にミラーすることにより、ファイルの共有を実現している。各拠点では、格子 QCD 計算に使われるスーパーコンピュータが NAS のファイルシステ
ムをマウントしており、ある拠点で生成された QCD 配位を用いて別拠点で解析することを可能にしている。図 11 に、Hepnet-J/s ファイルミラーリングの概念図を示した。2005 年末現在で、
図 12 に示した６拠点が Hepnet-J/s に接続しており、NAS の総容量は 60TB に及ぶ。
Hepnet-J/s によるファイルミラーリングは、国内の複数の格子 QCD グループの研究の推進におおいに寄与してきた。特に、最近の国内の格子 QCD 研究の最大のプ ロジェクトである『近似なし格子 QCD シミュレーション研究』では、Hepnet-J/s による KEK, 筑波大学, 広島大学間のファイル共有によって、研究の進捗が大幅に加速された。
このように Hepnet-J/s は有効に利用されてきたが 、長期間運用を続け多くのデータが蓄積されるにつれ 、以下の様な幾つかの問題点が明らかになった。

34

 一纏まりのデータが複数のディスクに分散

格子 QCD のシミュレーションでは、一つのパラメータで生成される一連のデータはしばしば数 TB の規模に達するが、Hepnet-J/s に接続された NAS 群のディスク/パーティション
は最大 1TB{2TB であるので、複数のディスクに分散して保管せざるを得ない。データの増大に伴って 、ど のデータがど のデ ィスクに保管されているかを人手で管理するのが困難になった。

 ミラー元ミラー先の対応の管理が困難

国内には複数の格子 QCD 研究グループがあり、構成メンバも複数の拠点に散らばっており、各グループは複数の研究プロジェクトを推進している。従って、Hepnet-J/s では多数のミラー元ミラー先の対応関係が存在する。ミラーリングの設定は管理者が行っているが、ユー
ザーのニーズに従ってきめ細かくミラーリングを設定しようとすると、ミラー元ミラー先の対応関係の管理コストが膨大になる。

 ユーザーがオンデマンドでデータを転送する手段がない

格子 QCD 研究では配位データを生成拠点とは別の複数の拠点で、物理量毎に、または配位毎に分担して解析する例は珍しくない。この状況に対応する為には、同一データセットのミラーを複数の拠点に保持する必要がある。ミラーされたデータは（バックアップのための一つのミラーを除いて ）物理量計算後には不要になる。Hepnet-J/s は、ユーザーの計算の進行にあわせてデータをミラーし 、また不要なミラーを削除する機構を備えていない。

以上の問題点の大半は、Hepnet-J/s の NAS を統合し『仮想的な単一の Unix 的パーティション 』として運用できれば解決する。つまり、全てのデータは見掛け上同一のパーティションに存在し 、ミラーはパーティション内の（実際は拠点間にまたがる）バックアップであり、ユーザー・グループは必要に応じて仮想パーティションから手元にデータをコピーできる。JLDG では、この『仮想的な単一のパーティション 』的グリッド を実現することを主目的としてシステムの構築を行った。

3.6.3 JLDG の概要
ファイルシステム部 JLDG のグリッドファイルシステムは、産業技術総合研究所 (AIST) で開発された国産のグリッドデータファームソフトウエア Gfarm をベースに、認証機構を VOMS (Virtual
Organization Membership Servi e) によって強化して、これをミド ルウェアとして用いた。

図 11: Hepnet-J/s のファイルミラーリング概念図35

図 12: Hepnet-J/s 参加機関とミラーリングの現状
図 13 に 、JLDG ファイルシステムの構成概念図を示した。各拠点には Grid server を置き、Gfarm デーモンを走らせる。Grid server はサーバのローカルディスクや各拠点の Grid NAS のディスクを束ね、拠点間の Grid サーバの連携により、Hepnet-J/s 全体で単一のデータグリッドを構成する。ユーザーは Grid server にログインし 、スーパーコンピュータがマウントするローカ
ルな NAS と JLDG データグリッド 間でファイルを自在にコピーできる。認証機構とファイル単位のアクセス制限によって、研究グループ外に非公開にすべきデータを保護することも可能である。
また、Gfarm は、ファイルのミラーリングの機能を提供しているので、これを用いてデータの自働バックアップを実現する。

図 13: JLDG ファイルシステムの構成概念図

36

ILDG インターフェース部 JLDG の目的の一つは 、日本の研究グループが生成した QCD 配位

を ILDG を通して世界に公開すための gateway を構築することである。この目的のため、図 14に示した様に、２台のサーバ ws.jldg.org と www.jldg.org を筑波大計算科学研究センターに設置
し 、後者を JLDG のグリッド ファイルシステムに接続した。
JLDG の ILDG gateway の概要は、以下の通りである。

 ws.jldg.org 上には、メタデータカタログ (MDC) とレプリカカタログ (RC) が置かれ、ILDG

ミドルウェアワーキンググループが取纏めた Web Servi e の規約に従って、ILDG ユーザー
からの QCD 配位の検索や、dataLFN からファイルの URL への変換要求に応答する。ファイルの URL は、www.jldg.org 上の http プロトコル http://www.jldg.org.... で指定される。

 一方、JLDG グリッド 側では、ILDG に公開する QCD 配位をグリッド ファイルシステムの一つのディレクトリツリー以下に置き、ILDG へのデータ提供用に特別に用意する ILDG 仮
想ユーザーからの読み込み権限を与えておく。当該ディレクトリは、www.jldg.org のウェブ
サーバが公開するディレクトリとして設定される。つまり、ウェブサーバは公開用のディレ
クトリ以下に保管されたファイルを http プロトコルにってユーザーに転送する。

以上のように、Gfarm で構成された JLDG グリッドファイルシステムと ILDG を gateway を介して接続する方式の利点は、以下の通りである。

 ILDG に公開するファイルを管理する別途の仕組みが不要

ILDG に公開するファイルは、JLDG グリッド ファイルシステムの一部であるので、ファイルの公開は、管理者（又はユーザー）が公開するファイルを ILDG 公開用ディレクトリに置く（または移動する）だけで完了する。JLDG の通常の使用法と何らかわる事なく作業できる。同時に、Gfarm の認証とアクセス制限機能によって、ILDG に公開しないデータを保護できる。

 ファイル転送用の別途のソフトウェアの開発が不要

G am は、（一部の Unix システムでは ）lib をフックすることによって、既存のアプリケー

ションを変更することなく、アプリケーションからグリッドファイルシステムのファイルに対する読み書きを可能にしている。このため、グリッドファイルシステムには (apa he 等の)
既存のウェブサーバを使用できる。

3.6.4 JLDG の現状と実運用に向けて

JLDG は、2006 年 3 月の時点で、筑波大学と KEK の２拠点間を結ぶ小規模システムが稼働している。現在、2006 年 6 月の ILDG 運用開始に向けて、システムの調整・拡張作業とデータ（ ILDG
規約に従った QCD 配位とそのメタデータド キュメント ）の準備を行っている。
3.7

今後のスケジュール2006 年 5 月 11 日には ILDG Workshop の第 8 回が開催の予定である。同会議において参加各国のミドルウェア及び公開予定 on guration の準備状況が報告され 、最終的な調整の上、2006 年 6
月には ILDG が公式に運用を開始する。
37

図 14: JLDG と ILDG の連携概念図
また、2006 年 7 月 23 日-28 日には 2006 年度格子上の場の理論国際会議が米国アリゾナ州 Tu sonで開催予定であり、同会議において ILDG の状況を報告してその利用促進を図る予定である。

38

4格子 QCD 研究の推進

本事業では、ILDG の構築と並行して、格子 QCD の研究を推進した。本分野においては、1T ops
クラスの計算機である超並列計算機 CP-PACS （筑波大学計算科学研究センターにて 1996 年に稼働）及び QCDSP（米国コロンビア大学において 1998 年に稼働）などが開始して以降、クォークの動的真空偏極効果を取り入れた計算が本格的に進み始めた。特に最近は、三つの軽いクォーク
up, down, strange の全てを動的に扱うシミュレーションが Nf = 2 + 1 計算と呼ばれて、世界的な中心課題となってきた。
我が国においては筑波大学計算科学研究センターを中心とする CP-PACS Collaboration と、高エネルギー加速器研究機構（ KEK ）を中心とする JLQCD COllaboration においてこの方向の研究が行われ、2002 年からは協力して、Wilson- lover クォーク作用を用いた大規模 Nf = 2 + 1 シ
ミュレーションを進めてきた。本事業期間中にもこの研究が推進され 、その進捗の状況は本事業により開催されたセミナー等において適宜報告され 、海外参加者からの意見等の有益なフィード
バックがあった。また、生成されたグルオン配位は Latti e QCD Ar hive を通じて近日中に世界公開の予定で準備が進められている。

4.1

概要

本事業期間中に進められた中心的な研究項目は以下のとおりである。得られた物理結果の概要
を次節以下に記す。

 Nf = 2 + 1 シミュレーションの実行

O(a) 改良された Wilson- lover クォーク作用とくりこみ群により改善されたグルオン作用を用いて u,d,s 三種類のクォークを動的に扱ったシミュレーションを実施した。本計算は膨大な計算量を必要とすることから、地球シミュレータ、KEK の日立 SR8000/100 、筑波大学計算科学研究センターの CP-PACS 及び SR8000/12 を用いた。平成 15 年度からの３ヶ年にわたる計算により、三つの格子点でサイズ約 2fm の格子を用いたシミュレーションが実施された。

 Nf = 2 + 1 のハド ロン質量スペクトル及びクォーク質量の計算
上記シミュレーションにより生成されたグルオン配位を用いてハド ロン質量の計算が行われた。中間子については高い精度のデータが得られており、連続極限への外挿後実験との非常に良い一致が得られている。またクォーク質量については Nf = 2 の結果を追認し 、クェンチ近似を大幅に下回る値が得られている。

 重いクォークの計算

チャームクォーク、ボトムクォークを含む重いハド ロンの性質は小林・益川・Cabibbo 行列の決定と素粒子標準模型の検証に重要な役割を果たす。このためには、各種の重いハド ロン
行列用要素（ D,B 中間子の崩壊定数等）が必要となる。相対論的な格子上での重いクォークの定式化を用いて D,B 中間子の物理量を計算すべく準備を開始した。

39

4.2

近似なし QCD のハド ロン質量スペクト ル計算

ハド ロン質量スペクトル計算の次のステップは , 軽い u; d クォークの対生成・消滅効果に加えて比較的重い s クォークの対生成・消滅効果をも取り入れた計算を実行することである. さらに重い ; b; t クォークの質量は QCD の典型的なスケール QCD より格段に大きいため, それらの対
生成・消滅効果は充分小さいと考えられる. 従って軽い u; d と比較的重い s の効果を取り入れた
QCD (Nf = 2 + 1 QCD) 計算は, 近似なしの QCD 計算とみなすことができる.
s クォークの対生成・消滅効果を取り入れたシミュレーションを実行するには , Nf = 2 QCD計算に用いられる従前の Hybrid Monte Carlo 法を拡張し , 奇数個の動的クォークを厳密に扱う事が可能なアルゴ リズムの開発が必要である. 我々は , 格子デ ィラック行列の逆に対する多項式
近似と動的クォーク効果を表すデ ィラック行列の行列式に対するメトロポリス法を組み合わせた
Polynomial Hybrid Monte Carlo アルゴ リズムプログラムを開発し , これを動的 s クォークのシ
ミュレーションに用いた.
荒い格子上の計算から信頼できる連続極限でのスペクトラムを求めるため, グルーオンに対しては繰り込み群によって改良したゲージ作用を用いた. 標準ゲージ作用を用いた場合, Nf = 2 + 1
QCD に bulk な一次相転移が存在し , 連続極限が取れない可能性があることも, 改良したゲージ作用を採用した理由の一つである. クォークに対しては , クローバクォーク作用を採用し , 改良係
数を非摂動的に決め [3℄ 用いた . 従って, 我々の採用した作用では格子による離散化（ 格子間隔 a ）に起因する系統誤差は O (a2 ) である.
我々は , 格子の物理サイズをほぼ一定 La 2 fm に取って, ３つの格子間隔 a 0:07, 0.10, 0.122
fm (a2 でほぼ等間隔) でシミュレーションを行った. 各格子間隔に対して, u; d クォークについては
mP S =mV 0:60 0:78 の範囲の 5 つの質量パラメータを , s クォークについては mP S =mV 0:7
程度の 2 つの質量パラメータを採用し , 都合 10 組の (mud ; ms ) に対してハド ロン質量を決定し ,; ; K (K -input) 又は ; ;  (-input) 中間子の質量の実験値をインプットし , 他のハド ロンの質量の予言値を導いた [4℄ .
数値シミュレーションは , CP-PACS のみならず, 計算科学研究センターフロント計算機, 学術
情報メデ ィアセンター VPP5000 (以上筑波大学), 高エネルギー加速器研究機構 (KEK) SR8000
及び地球シミュレータを用いて行った. また QCD 配位データは 国立情報学研究所設置の Super
SINET 上に構築した 広域分散 NAS システムを用いて 筑波大学, KEK, 広島大学で共有し , 各拠点で分担して解析を行った. 解析には 東京大学 SR11000 も援用した.
図 15 に , 中間子質量の格子間隔依存性と連続極限への外挿を示した.（ 各格子間隔で, K -input
及び -input で決めた格子間隔の値は統計誤差の範囲で一致する. ） 図からわかる様に , 中間子質
量の格子間隔（ a ）依存性は , 理論予想通り a2 に比例し , 連続極限での値は実験値と無矛盾である.
我々は , 格子間隔 0:10 fm の格子に対し別途物理サイズ La = 1:6 fm のシミュレーションを実行している. その結果と物理サイズ La = 2:0 fm での結果の比較から , 有限サイズ効果は , 連続極限
での統計誤差と同程度であると見積もっている. また, 2 種類の軽い u; d クォーク質量に関する外挿（ カイラル外挿）の比較から , カイラル外挿に起因する系統誤差は大きくないと予想している.
従って, この計算で得られた中間子質量の予言値は近似無しの QCD に於ける系統誤差の小さい結果であると期待され , これが実験値と良く一致する事は , QCD が低エネルギー領域で正しい理論である事を強く指示する結果であると考えられる. ただし ,Nf = 2 + 1 QCD の中間子質量と Nf = 2のそれは , 前者の誤差が大きいため有意な差を見いだすことは出来なかった. 中間子質量の動的 s
クォーク質量依存性を調べる事は今後の研究課題の一つである.
図 16 に , 重粒子質量の格子間隔依存性と連続極限への外挿を示した. 連続極限での値は統計誤









40

meson masses [GeV]

1.050

Quenched(RG+PT clover)Nf=2(RG+PT clover)Nf=2+1(RG+NPT clover)experiment

1.000

0.900

0.895

φ (K-input)

0.890

K* (K-input)

0.550

K* (φ-input)

0.890
0.880

0.500

0.870
0

0.01

0.02 0.03
2
2
a [fm ]

0.04

0.05

K (φ-input)
0

0.01

0.02 0.03
2
2
a [fm ]

0.04

0.05

図 15: Nf = 2 + 1 の近似無し QCD 計算による，中間子質量の連続極限 [4℄. s クォーク質量のイ
ンプットとして K 中間子質量を用いた場合 (左) と， 中間子質量を用いた場合（右）の結果を示した. 比較の為, クエンチ QCD と Nf = 2 QCD の結果も載せた [1, 2℄. a2 = 0 の星印は実験値である．

mu;d (MeV)(K より) ( より)

ms (MeV)(K より)( より):0quen hed QCD
4.29(14)0:51
113.8(2.3)+52::89 142.3(5.8)+22
0:79
0
Nf = 2 QCD
3.44+00::14
88+46
90+51122
Nf = 2 + 1 QCD 3.49(15) 3.47(15)90.4(4.3)
91.6(5.5)

表 14: クォーク質量の結果 (MS スキームで 2GeV における値) [1, 2, 4℄．クエンチ QCD の結果で，最初の誤差は統計誤差，第 2 の誤差はカイラル外挿による系統誤差である．
差の範囲で実験値と無矛盾である. 我々が計算を行った物理サイズ 2.0 fm の格子は , 重粒子には小さすぎ , 我々の結果には有意な有限格子サイズ効果による系統誤差が存在すると予想される. 十分大きな格子でシミュレーションを行って, Nf = 2 + 1 の系統誤差の小さい重粒子質量を求めることも今後の課題である.

4.3

クォーク質量

クォーク質量は QCD の基本パラメータであり，特に s クォークの質量を精密に決定することは，弱い相互作用の現象論を構成する上で重要である．クォークはハド ロン中に閉じ込められているので，実験でその質量を決めることは出来ず，QCD の種々の現象論的模型を用いてその値が推測されている．一方，格子 QCD によれば，クォーク質量を第一原理である QCD から直接計算することができる．しかし，これまでの格子上の計算では，十分な精度が得られていなかった．
我々は，クエンチ近似, Nf = 2 QCD 及び Nf = 2 + 1 QCD の各々に対して，クォーク質量の

41

1.5

1.5

1.4

1.4
Ξ

1.2

1.1

Ξ

Ξ

Σ

Σ

1.3

Σ
1.2

Σ

1.1

Λ

Λ

Λ

N

1

Ξ

Λ

0.9

0

0.005 0.01 0.015 0.02
2
2
a [fm ]

0.8
-0.005

1.9

1.8

1.8

1.7

1.7

Ω

Ω

1.6
1.5

1.2

φ-input

K-input
0.8-0.005

1.9

Ξ

Ξ
Σ

*

0

*

Σ

Ξ

*

Ξ

K-input
00.005 0.01 0.015 0.02
2
2
a [fm ]

1.2

*

∆

∆

1.1
-0.005

*

Σ

*

Σ

1.3
∆

∆

1.1
-0.0050.005 0.01 0.015 0.02
2
2
a [fm ]

1.5
1.4

*

Ω

Ω

1.6

*

1.3

N

0.9

2

1.4

N

1

N

mdec [GeV]

moct [GeV]

1.3

2

φ-input
00.005 0.01 0.015 0.02
2
2
a [fm ]

図 16: Nf = 2 + 1 の近似無し QCD 計算による，８重項（ 左）と１０重項（ 右）重粒子質量の連続極限 [4℄．
精密計算を行った [1, 2, 4℄．図 17 に u; d クォーク質量と s クォーク質量の格子間隔依存性を示す．
また，表 14 に，現時点での我々のクォーク質量の結果を示す．本計算によって新たに得られた知見は，以下の通りである．

 格子計算では，クォーク質量の計算に何種類かの方法がある．異なった方法（ 図 17 では，\VWI", \AWI" と示した．また Nf = 2 QCD では \VWI PQ" と略記される別の方法もある. 詳細は [2℄ 参照．
）は，有限格子間隔では異なった値を与えるが，連続極限では値が一致する [1, 2, 4℄．これは，我々の解析の信頼性が高いこと意味する．

 s クォーク質量は，K 中間子，又は， 中間子質量の実験値を用いて計算される．クエンチ

近似計算では，図 17 の右図に示した様に，連続極限においても s クォーク質量の値が，何れの中間子質量を用いるかによって異なる [1℄. これは，クエンチ近似による系統誤差である．一方，Nf = 2 QCD や Nf = 2 + 1 QCD では，その差異が著しく小さくなり，図 17 に示した様に，K 中間子，又は， 中間子質量のどちらを用いた場合でも，90 MeV 程度の値を与える [2, 4℄.

 Nf = 2 QCD と Nf = 2 + 1 QCD の結果に大きな違いはみられない [4℄. full QCD から得られたクォーク質量は，クェンチ近似に比べ 20{30% も小さく，この予想以上に大きな動的クォーク効果は , 主に軽い u; d クォークに起因していると考えられる.

full QCD 計算で得られた s クォーク質量は，これまで用いられてきたクェンチ近似の場合の値や現象論的模型による評価値より著しく小さい．小さい s クォーク質量は，弱い相互作用における CP 非保存のパラメータ Re(0 =) に対して，既存の予想値より大きな値を与える．実際，最近の実験によって， Re(0 =) のかなり大きな値が得られており，我々の s クォーク質量は，それらの実験結果と矛盾しない．

4.4

重いハド ロンの物理の研究

重い b クォークを含む B 中間子, Bs 中間子の崩壊定数などは , 実験から弱い相互作用の基本パラメータである小林・益川混合行列要素を決定する際必要となる, 重要な物理量である. 格子

42

120
Nf=0,VWI

Nf=2,VWI
100
90

Nf=0,AW80

Nf=2,AWI
Nf=2+1,AWI

I

ms

MS

(µ=2GeV) [MeV]

K-input110

Nf=2+1,VWI

4.0

Quenched,(µ=2GeV) [MeV]

Quenched,VWI

4.5

AWI

3.5
Nf=
2+

2.5
2.0

0

1,A
WI

0.01

Nf=2,AWI
(K-

MS

3.0

Nf=2,V

ms

mud

MS

(µ=2GeV) [MeV]

5.0

WI

inp

ut)

0.02
0.03
2
2
a [fm ]

0.04

Nf=0,VWI

130
120

,VWI

Nf=0,AWI

Nf=2

110

Nf=2,AWI
Nf=2+1,AWI

100
90

Nf=2+1,VW
I

80
70

0.05

φ-input

140

0

0.01

0.02
0.03
2
2
a [fm ]

0.04

0.05

図 17: u; d クォーク質量（左）と s クォーク質量（右）の格子間隔 (a) 依存性と連続極限への外挿[4℄．比較のため, クエンチ QCD と Nf = 2 QCD の結果も載せた [2℄.

QCD を用いて重いクォークを扱う際の最大の問題は , 現在の計算機性能では格子 QCD のカット
オフ , 即ち格子間隔の逆数（ a 1 ）は重いクォークの質量（ mQ ）より小さく取らざ る得ないことである. 例えば , 現在の数値計算においてはボトムクォークの質量（ mb ）とカットオフの比はお
よそ mb a  2 3 程度である. この大きな mQ a 比の効果をコントロールするために , 幾つかのアイデアが提案されているが , その殆んどは非相対論的 QCD 或はフェルミラボ解釈法のように
mQa  1 という仮定に基づいている. この場合カットオフの大きさは , 重いクォークの質量よりも小さくなければならないので, ハド ロン行列要素の連続極限を考えることは原理的に出来ない.
このことは , 第一原理に基づいた計算という格子 QCD の本質的な利点を放棄しており, 格子上における重いクォークの定式化として満足できるものではない. この問題を解決するために , 近年筑波大学グループによって mQ a  1 の条件下における格子上の重いクォークの相対論的定式化が新たに提唱された. 我々は現在それを用いて種々の物理量の計算に取り組んでいる [5℄. この定式化の最大の特徴は , 重いクォークを含んだ物理量の連続極限を考えることが可能であり, 現在広く行
なわれている非相対論的近似を越えた計算が実現できる点である. 図 18 にクエンチ近似における
チャーモニウムとボトモニウムの超微細構造の格子間隔依存性を , また, 図 19 においてはクエン
チ近似における Ds , Bs 中間子の崩壊定数の格子間隔依存性を示した. 図中において "RHQ" とは新しく提唱された相対論的定式化を , " lover-iso" とは等方格子におけるクローバークォーク作用を, " lover-aniso" とは非等方格子におけるクローバークォーク作用を"NRQCD" とは非相対論的クォーク作用を用いたことをそれぞれ表している. いずれの物理量においても, 相対論的定式化は他の方法と比較して同等かそれ以上に良いスケーリングの振舞いを示している. これらはクエンチ近似の範囲内の計算であるが , 今後は full QCD の計算に取り組む計画である.
43

0.04
0.12

∆M(Υ−ηb) [GeV]∆M(J/ψ−ηc) [GeV]

0.1

expt.
RHQ
clover-iso
clover-aniso

0.08

0.03

RHQ
NRQCD

0.02
0.06

0.04
0

0.1

0.05

0.15

0.2

0.01

0.25

0

0.05

0.1

0.15

0.2

a [fm]

a [fm]

図 18: クエンチ近似における (左) チャーモニウムおよび (右) ボトモニウムの超微細構造の格子間
隔依存性.

0.35

0.3

RHQ
clover-iso

0.3

RHQ
NRQCD (A)NRQCD (B)fDs [GeV]
0.25

fBs [GeV]

0.25

0.2

0.2

0.15

0

0.1

0.05

0.15

0.15

a [fm]

0

0.05

0.1

0.15

0.2

a [fm]

図 19: クエンチ近似における (左)Ds および (右)Bs の崩壊定数の格子間隔依存性. NRQCD(A),NRQCD(B) は異なるグループによる結果を表す.

参考文献[1℄ CP-PACS Collaboration, \Quen hed Light Hadron Spe trum" (hep-lat/9904012), Phys.
Rev. Lett. 84 (2000) 238-241; CP-PACS Collaboration, \Light Hadron Spe trum and Quark
Masses from Quen hed Latti e QCD" (hep-lat/0206009), Phys. Rev. D 67 (2003) ref.034503,
pp.1-46.
[2℄ CP-PACS Collaboration, \Dynami al quark e e ts on light quark masses" (heplat/0004010), Phys. Rev. Lett. 85, No.22 (2000) 4674-4677; CP-PACS Collaboration, \Light
hadron spe tros opy with two avors of dynami al quarks on the latti e" (hep-lat/0105015),
Phys. Rev. D 65 (2002) ref.054505, pp.1-50.
[3℄ CP-PACS, JLQCD Collaborations, \Non-perturbative O(a)-improvement of wilson quarka tion in three- avor QCD with plaquette gauge a tion" (hep-lat/0406028), Phys. Rev. D
44

71 (2005) ref.054505, pp.1-16; CP-PACS, JLQCD Collaborations, \Nonperturbative O(a)improvement of the Wilson quark a tion with the RG-improved gauge a tion using theS hrodinger fun tional method" (hep-lat/0508031), Phys. Rev. D in press.
[4℄ CP-PACS and JLQCD Collaborations, \Light hadron spe trum and quark masses in 2+1
avor QCD" (hep-lat/0509142), presented at Latti e2005, PoS(LAT2005) ref.057, pp.1-6;
本論文準備中.
[5℄ CP-PACS Collaboration, \Quen hed s aling study of Charm and Bottom systems with arelativisti heavy quark a tion", presented at Latti e2005, PoS(LAT2005) ref.226, pp.1-6.

45

5 セミナー
5.1

総論

本事業の目標は国際的な計算素粒子物理学の拠点形成である。セミナーの主な目的は以下の 2点である。

1. 拠点形成の実現に向け国際的なデータ共有の枠組みとして ILDG を構築することは本事業の主目的の 1 つであるが 、セミナーにおいては ILDG の構築に関する状況報告と討論を行い、多くの研究者に現状を伝え、そこからの意見を吸い上げ、より良い ILDG の構築に役立てる。
2. 本事業の重点である格子 QCD 分野の最新の研究動向に関する情報交換を行い、研究の方向性を探り、また共同研究の芽を探る。
上記の目的のために、コーディネータ間での意見交換の結果、6ヶ月間隔で、物理に重点を置いたセミナーを各国持ち回りで開催することで合意し 、以下に述べる通りに実施した。
これらのセミナーにより、世界各地の研究者が定期的に研究成果のみならず研究計画についても情報交換・討議する機会を得、世界的な枠組みで研究の進め方自体に関して意見交換や計画調整を行うようになったことは大きな成果である。
開催場所
第一回
第二回
第三回
第四回

日本 伊豆
英国 Edinburgh
米国 Newport News
日本 葉山町

開催期日

参加者数

2004 年 9 月 21 日-24 日
2005 年 3 月 7 日-10 日
2005 年 10 月 3 日-6 日
2006 年 3 月 8 日-11 日

日本

米国

英国

独国

総数

24
18
11
17

6
6
27
12

8
25
5
2

4
1
2
1

42
50
45
32

表 15: セミナー参加状況

5.2

概要

以下、4 回のセミナーの概要を纏める。各国からの参加状況については表 15 に示す。プログラ
ム及び参加者リストは付録-II に掲載する。また pro eedings に代り web 上のプログラムページに発表資料をリンクする形態を採用しているので、URL を記載する。

5.2.1

弟１回セミナー"Latti e QCD via International Resear h Network"

開催期日 2004 年 9 月 21 日{24 日
開催場所 静岡県伊豆市大平 1529 ラフォーレ修善寺ホテル
内容
第一回目は、格子 QCD の大規模数値シミュレーションの現状を総括し 、国際研究ネットワークによる研究の進展の可能性を具体的に議論することを目的として開催した。国内から 26 名、国外から 22 名の参加者を集めて 4 日間の日程で行い、合計３１の研究発表があった。

46

日・米・英・独における格子 QCD 研究の現状と今後の方向性について、特にセミナー開催時点
で各国で運用の開始が予定されている格子 QCD 専用計算機とそれによる物理プログラムについての報告と討議があった。各国からの参加者はそれぞれのグループを代表する著名な研究者であり、議論は実質的かつ内容の濃いもととなった。
３日目午後には ILDG の現状報告のセッションを設け、活発な議論を行い、ILDG による生成
データの共有と有効利用を考える上での、共通理解を促進することが出来た。
最終日の午後は 、インフォーマルなワークショップを設け、格子ゲージ理論の中でもホットト
ピックである twisted mass QCD の相構造に関するより詳細な議論を行った。論文発表前の結果
やいろいろなアイデアなどが討議され 、非常に有意義で中身の濃いものとなった。

5.2.2

弟 2 回セミナー"From a tions to experimentk"

開催期日 2005 年 3 月 7 日{10 日
開催場所 英国 Edinburgh 大学 e-S ien e Institute内容
第 2 回目は、本研究ネットワークの英国側の拠点であるエジンバラ大学で行われた。エジンバラ
大学には ILDG の発案者の一人である R. Kenway 教授が率いる格子ゲージ理論のグループがあり、英国の格子ゲージ理論の中心になっている。全体の参加者は 53 名、日本からの参加者は 18名であった。初回と同様、4 日間の日程で、合計３２の研究発表があった。
格子 QCD の重点課題毎に過去 6ヶ月の発展を報告する講演を中心に、格子ゲージ理論の理論的側面から素粒子現象論への応用にわたってバランスのとれたプログラムが組まれ 、幅広い議論を行った。特に、平成 16 年冬から英国と米国で稼働を開始した QCD 専用機 QCDOC の状況および最初の結果の報告が行われ、今後 6ヶ月の研究方向の討議が行われた。また、日本における専用計算機の開発予定の報告がなされた。
2 日目の昼休憩を利用して、エジンバラ大学に導入されたばかりの専用計算機 QCDOC の見学会が行われ、20 人あまりの研究者が見学会に参加した。

5.2.3

弟 3 回セミナー"Towards physi s at the physi al quark masses"

開催期日 2005 年 10 月 3 日{6 日
開催場所 米国 Newport News Je erson National A elerator Fa ility
内容
第 3 回目は、本研究ネットワークの米国側の拠点の一つである、ジェファーソン研究所で行われた。ジェファーソン研究所は、米国の原子核物理学を代表する研究所の一つであり、格子ゲージ理論の有力なグループを持っている。全体の参加者は 46 名、日本からの参加者は 11 名であった。
4 日間の日程で、合計３６の研究発表があった。
初めて米国で行われた今回のワークショップでは、比較的若手の研究者が多く集まり、新しいア
イデアに関する検討が活発に行われた。また、格子ゲージ理論に適した計算機アーキテクチャに関するセッションも設けられた。物理の話題としては、特に米国および日本を中心として 2+1 フ
レーバーの格子 QCD の大規模シミュレーションの状況が報告され注目を集めた。10 テラフロッ
プスクラスの計算機の稼働開始によって格子 QCD 研究が新たな段階に入っている状況に対する共通認識ができた。

47

2 日目の午前に、ILDG の進展に関するセッションが行われ、ILDG における共有データの公開に向けてメンバー各国における準備状況が報告され 、その進捗状況に対する共通理解が得られた。
3 日目の昼休みは、ジェファーソン研究所の加速器や実検施設、計算機設備などを見学するツアーが企画され、大多数の人が参加した。

5.2.4

弟 4 回セミナー"Latti e QCD via Internatinal Network"

開催期日 2006 年 3 月 8 日{11 日
開催場所 神奈川県三浦郡葉山町総合研究大学院大学
内容
本事業の最終回として第 4 回目の会議は、日本の総合研究大学院大学葉山キャンパスで開催された。参加者は日本国内から 19 名、国外から 13 名の計 32 名であった。
２年間の本研究を終えるに当たってこの２年間の活動を総括として、ILDG 構築の状況報告及び利用形態の討議や、2 年間での物理研究プログラムの進展の現状などが報告された。特に QCDOCを使った 2+1 フレーバーの計算の進行状況や、日本での新しい計算機の進捗状況などを中心に議論が行われた。また、多くの若手研究者による新しいアイデアに基づく研究成果も発表され 、活発な議論が行われた。
また、次年度以降の国際協力プロジェクト計画についての討議も行われた。この分野での研究
協力の発展とそれによる問題解決の枠組を将来的にどのように遂行して行くかが議論された。特に ILDG に関しては平成 18 年 6 月の世界一斉稼働開始の確認が行なわれた。また、次年度以降も本事業の継続を図ることが提案された。その事業内容については ILDG による成果の追求に加えて、国際的な若手育成のための Advan ed International S hool を各国が持ち回りで開催することなどが織り込まれた。

48

6

共同研究

6.1

筑波ワークショップ "Latti e QCD and Parti le Phenomenology"

開催期日 2004 年 12 月 6 日{17 日
開催場所筑波大学計算科学研究センター
参加者 国外：8 名 国内：23 名 合計：31 名概要
本計画は、比較的緩い形の新しい共同研究を目指して企画された滞在型のワークショップである。
この滞在型ワークショップは、海外からの著明な研究者 8 名と日本からの参加者とが 2 週間という比較的長い間、同じ場所で物理に関する議論をし 、新しい研究のアイデアの誕生やそれに基づいた共同研究などの開始などを意図したものであり、筑波大学で行われた。場所は新しく建てられた総合研究棟 B 棟の 12 階を使ったが 、その眺めが素晴らしく参加者から好評であった。
海外からの参加者は８名、日本からの参加者は 23 名で、1 日の講演は一つか二つ、全体で 18 、というゆったりスケジュールで行われ 、この点も参加者から好評であった。議論の時間などもを多く取り、リラックスした中でいろいろな問題点や新しいアイデアなどが盛んに議論された。講演の内容は格子 QCD の物理の研究プログラムの新しい展開が中心で、論文として発表前の多くの新しい研究成果が報告された。
具体的な共同研究などがその場で始まるようなことはなかったが、ワークショップの中で議論されたことから新しい結果などが出て、論文として発表されたものなどがあった。
海外からの参加者であり、最初に格子 QCD の数値計算を行った著明な研究者である、クロイツ
博士による物理の大学院生向けのコロキュウムも行われ 、好評であった。また、海外からの参加者の一部と KEK のベルの実験家との小研究会が KEK で行われ、有益な情報交換が行われた。
このような長期的な滞在型の研究会は、国際拠点の形成や共同研究の推進に非常に有効である
ことが実感されたが 、そのサポート体制など 将来にわたって検討し改善していくべき点も多くあることも明らかになった。
付録-II にプログラム及び参加者リストを掲げる。

6.2

奈良ワークショップ "Perspe tives in latti e QCD"

開催期日 2005 年 10 月 31 日{11 月 10 日
開催場所奈良市国際セミナーハウス
参加者 国外：13 名 国内：32 名 合計：45 名概要
本ワークショップは、格子ゲージ理論におけるこれまでの発展と現状について重要なテーマごとに集中的な討議を行い、それをもとに広い視野にたって今後の課題と進むべき方向性について議論を行うことを意図したものである。具体的なテーマとしては 繰り込み群とその応用
 非摂動的繰り込みと格子上のフェルミオン作用の改良
 格子上のカイラルゲージ理論
 カイラルフェルミオン
 格子 QCD の現象論的応用
49

 数値計算上のアルゴ リズ厶
 カイラル摂動論の格子 QCD への応用を選定し 、これまでの発展と現状について各々第一線の研究者に比較的長めの講演をお願いした。
ワークショップの期間はニ週間で、講演は一日二つか三つとし 、議論の時間も十分確保できるよう余裕のあるスケジュールとした。
日本における格子ゲージ理論、特に格子 QCD はつくばを中心として発展してきたため、国際会
議やワークショップもつくば市で開催されることが多かったが、本ワークショップに関してはその意図を考え、国内各地からの参加を促すため場所は奈良を選んだ。その結果、国外から 13 名、国内から 32 名の参加者を得ることができ、ワークショップは盛況であった。特に、多数の若い研究者の参加が見受けられたことは意義深い。
本ワークショップの性格から具体的な共同研究がすぐに始まるということはなかったが 、格子ゲージ理論の現状と問題点に関して共通の認識を持つことができ、今後の研究の方向性などが議論をとおしてより明確になった。これらは、今後の新規の共同研究の立ち上げや推進にとって重要なことであり、広い視野にたって格子ゲージ理論全体を包括的に議論した本ワークショップの意
義は大きいと考えられる。
付録-II にプログラムと参加者リストを掲げる。

6.3

非摂動くりこみの研究

格子量子色力学（格子 QCD ）の数値シミュレーションは、強い相互作用の物理を非摂動的に研究することができる強力な手法であり、結合定数、クォークの質量などの標準理論の基本パラメー
タの決定から、その標準理論を越えた新しい物理の探索に向けたハド ロン行列要素の高精度決定まで、幅広く応用されている。この格子 QCD は、有限の格子間隔によって素粒子の運動量に上限値を導入した正則化と見ることができ、その結果を現象論に応用するためには、格子上の結果をmodi ed minimal subtra tion s heme (MS s heme) 等の良く知られた正則化での値に変換する必要がある。この" 格子上の結果のくりこみ" を摂動的に行うと、典型的に、5-10%程度の小さくな
い系統誤差が生じることが知られている。
また、物理量を高精度で決定するためには、クォークのダ イナミクスを考慮したダ イナミカル
QCD のシミュレーションを行う必要があるが、クォークの質量を軽くするとともに、シミュレー
ションに必要な計算時間は極めて急速に増大する。このため、計算機資源の制約から、実際のシミュレーションは比較的大きい格子間隔で行わざるを得ない。そこで、近年の研究では、格子 QCDの作用、演算子を改良して、その格子間隔依存性を小さくし 、物理量の連続極限への外挿の系統誤差を抑えるという手法が一般的に用いられている。
これらのくりこみ、改良を非摂動的に行う手法の一つとして、独国側参加者が中心的役割を果たしている ALPHA Collboration が S hr
odinger fun tional という定式化を用いた手法を提案し 、クォークのダ イナミクスを無視するクェンチ近似のもとでは多くの物理量の計算に適用されてきた。そこで、本共同研究では、ダ イナミカル QCD での物理量の高精度計算に向けて、非摂動改良、及び 、くりこみに関する以下の課題に取り組んだ。
第一に、結合定数の非摂動決定に取り組んだ。まず、独国側拠点機関を訪問し 、クエンチ近似
での経験、特に、ゲージ作用の選び方が最終結果の精度に与える影響についての情報交換を行った。また、それぞれが開発したプログラムの結果が一致することを確認し 、計算の信頼性を高め

50

たことも非常に有益であった。現在は、これらの準備的研究で得られた知見に基づいて、アップ、
ダウンクォークのダ イナミクスを考慮した２フレイバー QCD において、結合定数のエネルギー発展を記述するステップスケーリング関数の非摂動計算に着手した。今後の主な課題は、低エネル
ギー領域での数値シミュレーションによってエネルギースケール、従って、結合定数を精密に決定することと、この計算をストレンジクォークのダ イナミクスも考慮した３フレ イバー QCD に拡張することである。
また、アップ、ダウン、ストレンジクォークの全てのダイナミクスを考慮した３フレイバー QCD
において、軸性ベクトルカレントの非摂動改良に取り組んだ。軸性ベクトルカレントは、中間子の崩壊定数やクォーク質量の決定などに用いられる基本的な演算子であり、その格子間隔依存性を削減することは、これらの物理量を高精度で決定するために重要である。具体的には、軸性カレントに最低次の格子間隔依存性を取り除くための相殺項を加え、その係数を、独国側研究者が最近提案した方法を用いて非摂動的に計算した。さらに、くりこみ係数の非摂動計算も行い、日本の CP-PACS/JLQCD Collaborations が生成した３フレーバー QCD でのデータに適用して、崩壊定数、及び 、クォーク質量を計算することが今後の課題である。

6.4

オブジェクト 指向格子 QCD コード 体系の開発

動的クォーク効果を含むシミュレーションが進展するにつれて、ＱＣＤシミュレーションのコ
ンピュータプログラムはますます複雑になってきている。このため、国際的にはプログラム開発をオブジェクト指向言語で記述して、プログラム体系を整理する試みが進んでいる。一方、国内
では伝統的な Fortran 言語が主流である。これはコンパイラによる最適化がもっとも有効である
ためだが、近年のコンパイラ技術の進歩等によって状況は変りつつある。この共同研究の目的は、オブジェクト指向コード 開発に関して米国のグループと情報交換を行い、可能であれば共同開発を進めることである。
国内の研究者は、高エネルギー加速器研究機構 (KEK) のチーム（橋本、金児、松古、山田）と筑波大学のチーム（ 青木、蔵増）が参加した。
KEK のチームは 、JLQCD ollaboration で将来使用するプログラム体系にオブジェクト指向
技術を取り入れるべく調査を行った。このために拠点事業の経費を使ってボストン大学に出張し 、
R. Brower らが開発中のプログラム "S iDAC software stru ture" に関して聞き取り調査を行うとともに意見交換を行った。また、プログラムの Blue Gene スーパーコンピュータへの最適化についてもワークショップに参加して議論した。
筑波大学のチームは、移植可能で汎用性の高いコード 体系を C++ を用いて構築する可能性を検討した。格子 QCD では自前で計算コードを作成するため、各研究グループや各個人がそれぞれ計算コード を作成しそれを研究に使っているが 、計算機が変わるたびに書き換える必要があり、また、新しい計算を始めるたびに新しい計算コードを書かねばならない。そのため、コード 作成時間
が研究の送れに与える影響は大きく問題であった。そこで汎用性の高いコード 体系を構築し 、新しく作るコード をそこに加えるとすることで、膨大なコード を再利用し 、時間のロスを減らし 、研究の効率化を図ったわけである。そのためにはオブジェクト指向のプログラミングが必要であり、
C++ を使うことにした。
コード 体系を 1 から構築する可能性もあったが、米国ではこのような試みがすでに行われている
ので、交際共同研究の一環として、コロンビア大学等で開発/使用中の ColumbiaPhysi s System(CPS) を基にコード 体系を構築することにした。主に、青木が年に数回、アメリカのブルックヘブ

51

ン国立研究所を訪問し 、CPS++ を勉強し 、その体系を学んだ。また、そこに領域分割 HMC アルゴ
リズムなど新しいアルゴリズムを付け加えたり、このコード 体系を KEK に導入された BlueGene/Lに移植したりした。これからは、このコード 体系を日本でひろめ、それを用いていろいろな研究や学生の教育を推進する予定である。

52

7

若手交流

7.1

Kl3 崩壊からの Cabibbo-Kobayashi-Maskawa 行列要素 Vus の決定jj

近年の素粒子物理学の最重要のテーマの一つは、クォーク混合を記述する Cabbibo-KobayashiMaskawa (CKM) 行列要素を高精度で決定し 、標準理論を越える新しい物理を探索することである。そのためには、ハド ロンの崩壊率などを実験から、崩壊定数、バッグパラメータ、形状因子などを理論から高精度で決定する必要がある。前者に関しては、国内外の大型加速器を用いた実験により年々精度が上がっている。後者に関しては、従来の摂動論を用いた方法では強い相互作用の寄与を記述するハド ロン行列要素を精度良く計算することが困難であるため、格子量子色力学(格子 QCD) の数値シミュレーションによって非摂動的に計算するという手法が有望である。
本研究者交流では、アップ クォークとストレンジクォーク間の遷移を記述する CKM 行列要素
Vus の絶対値に着目する。 Vus は K 中間子の Kl3 崩壊 (Kll (l = e; ) ）の崩壊率の実験測定、及び 、形状因子の理論計算から決定することができる。ところが、数年前に、Kl3 崩壊から決められた値と CKM 行列の unitarity から決めた値の間に 2 のずれがあることが指摘され 、これが標準理論の枠内で計算した CKM 行列の unitarity の破れ、即ち、新しい物理の存在を示唆しているか否かを明らかにすることが重要な課題の一つとなった。
このため、ここ数年、ブルックヘブン国立研究所の E865 実験を始めとする崩壊率の測定実験が盛んに行われた。しかし 、この問題において決定的な結論を得るためには、形状因子の高精度な理論計算も不可欠である。そこで、本研究交流では、形状因子を格子 QCD の数値シミュレーショ
ンによって非摂動的に決定する共同研究を行うことを目的として、ブルックヘブン国立研究所を訪問した。
まず、計算手法について現地の研究者と議論し 、その結果、アップ、ダウンクォークのダ イナミ
クスを考慮した２フレ イバーの格子 QCD の数値シミュレーションを、有限格子間隔でもカイラル対称性を持つド メインクォーク作用を使用して行い、B 中間子の形状因子の計算において非常に有効であった \doube ratio methed" を用いて形状因子を計算することとした。また、このような計算が理研ブルックヘブン研究センター設置の並列計算機 QCDOC で行えるようなプログラムを開発した。
滞在終了後も現地研究者との共同研究を継続し 、本研究交流は、派遣者を中心として QCDOCを用いて実際に形状因子を計算するまでに発展した。その結果、形状因子の値として 0.964(10) という値を得た。この結果は、これまでの Vus の決定に用いられてきた 20 年以上前の現象論的モ
デルに基づいた計算結果と onsistent であるが 、本研究交流で第一原理から非摂動的に形状因子を計算できた意義は大きい。また、近年の崩壊率の実験結果を用いて得られた Vus の値は CKM
行列の unitarity と完全に onsistent であり、上述の 2 のずれは実験測定、理論計算の系統誤差によるものである可能性が高いことがわかった。

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7.2

有効結合定数のスケーリングの研究

素粒子物理学における標準模型の一つの柱である量子色力学 (QCD) は、結合定数とクオーク
質量によって特徴づけられる。時空を離散化した格子上で QCD を定義した格子量子色力学 (格子QCD) を用いて、現象論側からも注目を集めているこれらのパラメーターのエネルギー発展を非摂動的に調べることが本研究の目的である。以下では、特に結合定数について話を進める。
近年における高エネルギー実験では、様々な方法によって結合定数が測定されている。現在の53

ところ、全世界の平均は、Z ボゾン質量のエネルギースケールで、およそ 0.11 という結果が出されている。我々、格子 QCD を研究する者に課せられた課題は、第一原理計算からこの値を導くことである。実際、世界中の多くの研究者がこの研究を行っている。現在のところ、質量がゼロのアップクオークとダウンクオークをダ イナミカルな効果として取り入れたときの結合定数の非摂動的なエネルギー発展の結果がド イツのグループによって出された。しかし 、低エネルギーの物理を理解するためには、３つのクオークを取り入れた計算が必要であり、近年になって、そのようなアルゴ リズムが CP-PACS Collaboration によって完成された。本研究の具体的な目標は、そのアルゴ リズムを用いて、3 フレーバーの結合定数のエネルギー依存性を調べることである。
この分野で先進的な研究を行っている前出のド イツのグループのメンバーと議論するため、2004
年 10 月 26 日から 12 月 20 日までの間、DESY Zeuthen を訪問した。特に、Rainer Sommer と物理量を測定するためのプログラムについて議論した。彼の属するグループではすでに、プログラ
ムを開発済みなので、それと照し合せることにより、派遣者が作成したプログラムが正しいことを検証することができた。また、滞在中にセミナーを行い、これまで派遣者が行ったクオークを含まないシミュレーション結果を発表した。その派遣者の研究結果から、ある特定のゲージ作用では格子化による離散化誤差が大きく信頼できる結果が得られないことがわかっていたが 、その発表を通して、現地の研究者にゲージ作用の選び方について影響を与えた。このように、この滞在は派遣者自身に成長を促したばかりではなく、派遣先の研究者にも影響を与え、相互に利益を生むことにつながった。
滞在後、筑波大学計算科学研究センターの超並列計算機 CP-PACS を用い、2 つのクオークの効
果を取り入れた計算を行った。この計算は、最終的な目的である３フレーバーの計算の前段階であり、特に、岩崎作用を用いた場合のステップ スケーリング関数の格子間隔依存性を調べることが主な目的である。いろいろな改良の組み合わせを試し 、もっとも格子間隔依存性の少ないものを探した。これまでに得られた、もっとも格子間隔が粗いところでの計算結果が示すところによ
れば 、ゼロフレーバーの結果と一貫性があり、予想されていた結果が得られた。また、離散化誤差を少なくするために、摂動計算ですでにわかっている離散化誤差を数値データの解析の際に除去するなどの改良を行った。すると、劇的に格子間隔依存が緩和されることが確認された。今後はさらに細かい格子間隔で計算を進め、連続極限をとる予定である。

7.3

格子上の重いクォークの相対論的定式化とそのパラメーターの決定

現在世界の主要加速器で行われている B 中間子崩壊の精密測定の実験によって我々は CP の破れについて高精度のデータを手にすることができ、それをもとに標準理論を超える新しい物理を探ることが可能になると期待されている。そのためには高精度の実験結果を精確な標準理論の予言と比較することが必要であるが 、この精確な標準理論の予言を得るためには弱い相互作用の低エネルギー有効ハミルトニアンのハド ロン行列要素を信頼できる方法で評価することが不可欠である。
ところが 、格子 QCD を用いて弱い相互作用における重いハド ロン（チャーム、ボトムクォー
クを含むハド ロン ）の行列要素を精度良く計算しようとする場合はそれ固有の困難がある。問題は、現在の計算機性能では格子 QCD のカットオフ、即ち格子間隔の逆数（ a 1 ）は重いクォークの質量（ mQ ）より小さく取らざる得ないことである。例えば 、現在の数値計算においてはボトム
クォークの質量（ mb ）とカットオフの比はおよそ mb a 2 3 程度である。
（ 尚、数値計算に要4
する時間は単純に考えて a に比例するので近い将来 mb a
1 の条件が実現することはありえな



54



い。）この大きな mQ a 比の効果をコントロールするために幾つかのアイデアが提案されているが、その殆んどは非相対論的 QCD 或はフェルミラボ解釈と呼ばれる方法のように mQ a
1 という仮定に基づいている。この場合カットオフの大きさは重いクォークの質量よりも小さくなければならないので、ハド ロン行列要素の連続極限を考えることは原理的に出来ない。このことは、第一原理に基づいた計算という格子 QCD の本質的な利点を放棄しており、格子上における重いクォー
クの定式化として満足できるものではない。
この現状を打開するべく、近年筑波大グループは mQ a O (1) の条件下における格子上の Heavy
Quark の相対論的定式化を提唱した。基本的なアイデアとしては、重いクォークの作用に mQ a に依存するパラメーターを導入し 、それによって mQ a O (1) によるカットオフ効果を取り除くというものである。現在摂動計算によってこのパラメーター及び双線形演算子の改良係数を one-loop
level で決めることに成功し 、これらを用いて我々の定式化の数値的検証を行っているが、one-loopの範囲内でも従来の方法に対する優位性がはっきりと定量的に確認できている。我々の相対論的定式化によって重いクォークを含んだ物理量の連続極限を考えることが原理的に可能となり、現在広く行なわれている非相対論的近似を越えた計算が実現できる。
他方、米国のコロンビア大学とブルックへブン国立研究所の格子 QCD 研究者グループも重い
クォークの相対論的定式化に興味を持っており、彼らはクォーク作用のパラメーターを非摂動的に決定することを目指している。そこで本研究者交流においては、重いクォークの相対論的定式化についての共同研究の可能性を探るべく、筑波大学側から藏増がブルックへブン国立研究所にニ週間滞在し 、相互の研究内容を説明し今後の研究の方向性について議論した。相手側の行っているクォーク作用パラメーターの非摂動的決定は重要な研究テーマではあるが 、現時点ではまだ課題も多く、すぐに共同研究を立ち上げられるという段階ではなかった。しかしながら 、議論を通じて研究の方向性に関して共通認識ができたことの意義は大きく、今現在も電子メールを使って重いクォークの相対論的定式化についての議論や意見交換を行っている。



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7.4 QCD シミュレーションコード 最適化の研究

2004 年 10 月 26 日{11 月 6 日の日程で、橋本省二 (高エネルギー加速器研究機構) が、米国ブルッ
クヘブン国立研究所 (BNL) およびフェルミ国立加速器研究所 (Fermilab) を訪問した。
BNL では、理研、コロンビア大、UKQCD で開発された QCD 専用計算機である QCDOC と、それに近いアーキテクチャをもつ IBM Blue Gene/L に関するワークショップが開催されており、関連する研究者が数多く集まって、それらの計算機での QCD プログラムの最適化に関する議論が行われた。橋本もワークショップに参加して情報収集に努めるとともに、現地の研究者と情報交換を行った。
Fermilab では、インテル製 CPU (Pentium4 および Xeon) での QCD コード の最適化の専門家と議論し 、最適化の作業を進めた。これらの CPU での最適化に際しては、CPU に備わっている SIMD 拡張命令セット (SSE2 あるいは SSE3) を使うことが必須だが、インテル製コンパイラを用いても充分によいコードは生成されない。Fermilab の D. Holmgren らは SSE 命令を書くノ
ウハウを蓄積しているだけでなく、個別の CPU とチップセットについての QCD コード の性能評価を幅広く行っており、直接議論することで貴重な情報を得ることができた。また、C プログ
ラム中に SSE 向け専用関数を書き込むことで最適化する手法についても評価した。

55

7.5 Wilson- lover クォーク作用による Nf = 2 + 1 シミュレーションの研究
国際シンポジウム「 German-Japanese Symposium \Towards Pre ision Physi s from Latti e QCD Simulated on Tera-Flops Computers" 」に参加し 、CP-PACS and JLQCD Collaborations で行っている 2 + 1 フレーバーの動的クォークを入れた格子量子色力学の数値計算に関する最新の成果を発表する。また、DESY Zeuthen に滞在し現地研究者と格子量子色力学について意見・情報交換を行う。
目的

成果 University of Bielefeld (独、ビールフェルト ) で 2004 年 11 月 22{25 日に行われた国際
ワークショップ「 nternational Workshop \QUANTUM FIELDS IN THE ERA OF TERAFLOPCOMPUTING" 」に参加し 、格子量子色力学の数値シミュレーションに関して情報収集、参加者との意見交換を行った。
ビールフェルトでの国際ワークショップ後移動し 、DESY Zeuthen (独、ベルリン ) で 2004 年 11 月
2{29 日に行われた国際シンポジウム「 German-Japanese Symposium \Towards Pre ision Physi sfrom Latti e QCD Simulated on Tera-Flops Computers" 」にて「 Status of light hadron mass
spe trum in unquen hed 2+1 avor QCD 」という表題で、CP-PACS and JLQCD Collaborations
で行っているプロジェクトである 2 + 1 フレーバーの動的クォークを入れた格子量子色力学の数値シミュレーションに関する口頭発表を行った。この研究は従来の数値シミュレーションで使わ
ざ るを得なかったクエンチ近似を取り除いた画期的なものである。我々の数値シミュレーション
ではクォーク作用として高度に改良された Wilson 型クォーク作用を用いている。この作用は (1)フェルミオン・ダブラーと呼ばれる物理的でないフェルミオン自由度を消すために Wilson 項を導入するが、この項の存在が有限の格子間隔でのカイラル対称性を陽に破ってしまう、(2) 計算コストが比較的大きく、軽いクォーク質量での数値シミュレーションが非常に困難である等のデメリッ
トがあるが、(3) 理論的には不定性は少ない。このシミュレーションは全部で格子間隔 3 点で行うものであるが 、2004 年 11 月の時点でほぼゲージ配位の生成が終了している格子間隔が粗い方の 2
点で中間子スペクトル、クォーク質量、中間子崩壊定数の解析を行い連続極限を取った。結果は次の通りである。

 軽い中間子スペクトルの計算結果は実験値を良く再現している。これはクエンチ近似を取り除いた効果であると考えられる。

 アップ・ダウン・ストレンジクォークの質量は現象論で用いられてきた値に比べて 20-30%軽い。
 軽い中間子の崩壊定数は大きな統計誤差の範囲内で実験値と矛盾しない。
発表に対してのコメントは概ね良好であったが 、参加者から、格子上の計算で求めたクォーク質
量を連続理論のものにマッチさせるときに必要な繰り込み係数に対して一部、不備があるとの貴重な意見を頂いた。
国際シンポジウム終了後、そのまま DESY Zeuthen に 2 週間程滞在し 、現地研究者と意見交換を行った。当時はプロジェクトはようやく半分終了したという段階であったが滞在中に得られた意見はその後の研究遂行に大いに役立った。
目的 米国・ブルックヘブン国立研究所に滞在し 、格子量子色力学の数値シミュレーションに関するセミナーを行い、現地研究者と意見交換を行う。また並列計算機 QCDOC と格子量子色力学のコード 体系 CPS++ についての情報収集を行う。

56

成果 ブルックヘブン国立研究所 (米国、ニューヨーク州) に約 2 週間滞在し 、研究を行った。滞在中、「 Light hadron spe trum in 2+1 avor unquen hed latti e QCD 」という表題で、CP-PACS
and JLQCD Collaborations で行っているプロジェクトである 2 + 1 フレーバーの動的クォークを入れた格子量子色力学の数値シミュレーションの研究に関するセミナーを行った。この研究は従来の数値シミュレーションで使わざ るを得なかったクエンチ近似を取り除いた画期的なものである。このシミュレーションは格子間隔 3 点で行うが 、現在までにゲージ配位のの生成は全て終了
し 、この配位上でクエンチ近似を取り除いた様々な物理量の計算を行うことができる。セミナー
では第一段階の解析として行った軽いハド ロン・スペクトル等について発表を行った。セミナーで取り上げた計算結果は、

 軽い中間子スペクトルの計算結果は実験値を良く再現している。これはクエンチ近似を取り除いた効果であると考えられる。

 アップ・ダウン・ストレンジクォークの質量は現象論で用いられてきた値に比べて 20-30%軽い。
 軽い中間子の崩壊定数は統計誤差の範囲内で実験値と矛盾しない。
 ゾンマー・スケールは現象論的モデルから得られる値と矛盾しない。
等である。発表内容について様々なコメントを頂き、現在行っているの論文作成に大いに参考になった。
ブルックヘブン国立研究所には、米国・ブルックヘブン国立研究所、理研 BNL 研究センター、
米国・コロンビア大学で共同開発を行った格子 QCD 専用計算機 QCDOC が設置されている。これは計算ノード を 64 個搭載したマザーボードを単位とし 、システム全体で 192 のマザーボードからなる、最大理論ピーク性能で毎秒約 10 兆回の浮動小数点計算が可能な並列計算機である。同種のシステムは米国・コロンビア大学、英国・エジンバラ大学にも設置されており、IBM 社の商用計算機 BlueGene シリーズの原型にもなっている。滞在中、この QCDOC を見学、並びにシステ
ムの説明を受け、また QCDOC 上で動作する C++言語で書かれた格子量子色力学の数値シミュ
レーションコード 群 CPS++ (Columbia Physi s System) についての情報収集を行った。CPS++は非常に体系化されたコード 群で、これを用いることにより比較的少ない労力で短時間に格子量
子色力学の数値シミュレーション・コード 開発を行うことができる。現在のところ Fortran 言語が主流である日本には、このように体系化された格子量子色力学のコード 群が存在せず、コード開発の点で非常に非効率な状況にある。滞在中に得た情報は、今後の我々のコード 開発の方針に対して大きな参考となった。

57

第 III 部

ILDG 関係論文及び仕様ド キュメント

59

60

8

Reports at Latti e Symposia

 "Progres in building an International Latti e Data Grid", A. C. Irving, R. D. Kenway, C.
M. Maynard, T. Yoshie, Pro eedings of Latti e 2003, Nu l. Phys. (Pro . Suppl.) 129,159-163 (2004)

 "Staus of International Latti e Data Grid { An Overview {", A. Ukawa, Pro eedings of
Latti e 2004, Nu l. Phys. (Pro . Suppl.) 140, 207-208 (2005)

 "ILDG Middleware Working Group Status Report", B. Joo, W. Watson, Pro eedings of
Latti e 2004, Nu l. Phys. (Pro . Suppl.) 140, 209-212 (2005)

 "QCDml: First milestone for building an International Latti e Data Grid", C. M. Maynard, D. Pleiter, Pro eedings of Latti e 2004, Nu l. Phys. (Pro . Suppl.) 140, 213-221(2005)61

62

arXiv:hep-lat/0309029 v2 16 Sep 2003

1

Progress in building an International Latti e Data Grid
A.C. Irvinga, R.D. Kenwayb , C.M. Maynardb and T. YoshieaTheoreti al Physi s Division, Department of Mathemati al S ien es, University of Liverpool, Liverpool

L69 3BX, UKb S hool of Physi s, University of Edinburgh, Edinburgh EH9 3JZ, UK

Center for Computational Physi s, University of Tsukuba, Tsukuba, Ibaraki 305-8577, Japan
We report on progress in setting up the International Latti e Data Grid. We des ribe the aims and obje tivesof the ILDG, what has been a hieved during its rst year of a tivity and invite feedba k from the ommunity.

1. INTRODUCTION

Sin e the announ ement of the International
Latti e Data Grid (ILDG) proje t at Latti e
2002 [1℄ signi ant progress has been made toward its initial obje tives. The aim of the ILDG
is to develop grid-based te hnologies that enablesimple and reliable ex hange of data between
those international latti e resear h groups whohoose to use it. It is possible that the ILDG
vision may develop into something mu h more
omprehensive than the simple publishing or exhange of gauge on gurations. This remains tobe seen. The initial proposal emerged out of
the QCDgrid proje t whi h is being developed by
UKQCD as a means of se urely storing data andmaking it readily a essible to its members irrespe tive of geographi al lo ation. The ILDG wasenvisaged as a means of oordinating and promoting similar initiatives by other internationalgroups for their mutual bene t.
In the last year, there have been two (virtual)
meetings of ILDG parti ipants from Australia,
Europe, Japan and the USA. In De ember 2002,
two working groups were set up to drive forward
the ne essary te hnology: a Middleware Working
Group (MWWG) [2℄ and a Metadata Working
Group (MDWG) [3℄.
In the following se tions, some of their a hievements and the issues exposed by their work
are des ribed. Broadly-speaking, the MDWG
is harged with de ning (via XML s hema) the

metadata required for grid storage of latti e data.
The MWWG is harged with de ning standards
for the software interfa es of the middleware used
to manipulate and manage the data ontributed
from lo al or national grids and other storage systems.
The initial work of these groups was reviewed
at a virtual meeting (via A essGrid) in May 2003
and their medium and short terms goals revised.
The short term goals (i.e. by LATTICE 2003)
in luded presentation of an initial XML s hema
(QCDML) apable of des ribing gauge on gurations generated by a range of algorithms anda tions and demonstration of remote browsing oflatti e data olle tions in 3 ontinents.
2. MIDDLEWARE

First we review some general grid on epts andthen report on how these are being, or might be,applied in the ontext of ILDG. One might wellask \what is a grid and why do we want one?".
The grid is sometimes des ribed as the next iteration in the development of the internet. The
World Wide Web, invented by and for parti lephysi ists, is for sharing information. The ( omputational) grid is for the automated sharing resour es on demand (su h as omputer y les, data
storage, data, et ) in the same way as the ele tri ity grid gathers and distributes ele tri al power toonsumers. In this analogy, the ILDG is intended
to provide the sort of inter-grid link that onne ts

2
the UK and Fren h power grids. In the past,latti e data has often be stored somewhat haphazardly in large ar hival systems, without any
systemati way of noting what or where the data
is. This an lead to the situation where the data
storage pattern is `write-on e, read-never'. Thereis a need to build separate, but interoperable, systems whi h themselves, rather than the user, takeare of re ording what the data are and where it
resides
The assumption is that ea h ollaboration parti ipating in ILDG will have its own data storage system. Rather than impose some systemon all the ollaborations, what is required is a
uniform interfa e for ea h grid to intera t withanother. This is sometimes alled a grid-of-grids,
although te hni ally this is a slightly misleading
term. However, what is important is that theowner of ea h resour e ontrols a ess to it.
Se urity of data and systems is obviously ofparamount importan e. The identity of users is
ensured by the use of X509 erti ates and SSL
publi /private key en ryption. There is a single
login to the grid. Time limited proxy erti ates
are generated for remote operations. At a remotesite, this proxy erti ate is mapped to an a ount, whi h ould be a spe i user a ount, or a
non-spe i one. Certi ates, for both ma hines
and people, are issued by a Certi ate Authority(CA). The resour e owner de ides whi h CAs aretrusted and whether to a ept their erti ates.
For instan e, in the UK the national e-s ien e CA
requires authenti ation from your home institution and photographi ID before issuing a erti ate. UK itizens are not required to arry ID, soin the UK your virtual identity is stronger thanyour real one! ILDG will need to establish a trust
network of other CAs or ould a t as its own CA.
2.1. Filenames and namespa es

A namespa e is olle tion of names whi h forma mathemati al set. A name an be given to thenamespa e, and this is often done using a URI(Uniform Resour e Identi er). A name of an obje t is then valid only in that namespa e. An
XML namespa e di ers slightly in that it musthave a URI referen e and an have internal stru ture in the namespa e. Both types of names-

pa es an be amalgamated. For example, in the
QCDML s hema there is an element \ eld", thishas a meaning in the namespa e of QCDML. In
an appli ation the name \ eld" may already havea meaning, in whi h ase there would be a oni t. Both namespa es an be made expli it, then\app: eld" and \q dml: eld" are distinguishable.
The Logi al Filename (LFN) is the name of ale in a parti ular namespa e. The namespa e
may en apsulate di erent ma hines in di erent
domains. The LFN is not the physi al addressof the le. It is a name whi h uniquely identi es
that le in that namespa e. Often it is a URI.
In a grid, the Repli a Catalogue (RC) maps the
LFN to the physi al address of the le. In a data
grid, where there may be more than one opy ofthe le, the RC tra ks the number and lo ation of
the le instan es. Data a ess is via the RC andthe LFN. The user doesn't need to know anything
about the le's physi al lo ation.
2.2. QCDgrid - an example

As an example of a data grid, and to highlightsome of the ideas above, we des ribe UKQCD's
data grid, QCDgrid. QCDgrid is a member of
GridPP [4℄ a ollaboration of all UK groups inparti le physi s working on the grid. The hardware infrastru ture is Linux PCs ( urrently) running RH7.x with  1 Tbytes RAID disk arrays.
This is relatively heap and the RAID adds built
in redundan y. Globus is used for the low level
middleware. The European Data Grid (EDG)
software will be used when and where possible,
but at the moment the software onsists of ustom
written lient tools and the entral ontrol thread(CT) whi h runs the grid. Ea h of UKQCD's
gauge on gurations has an a ompanying XML
metadata le. A ess to the data is via themetadata. This an be sear hed in a browser
whi h queries the XML database (eXist, runningin Tom at).
The CT runs in a y le on one node of thegrid. As this is a single point of failure, the nodebroad asts its on guration les so that if it goes
down, another node an run the CT. The CT ontrols the ow of data between users and storage
nodes. The CT he ks how mu h disk spa e isavailable on ea h storage node, de ides on whi h3nodes data is stored and from whi h node data
is supplied to users, as well as registering any
hanges with the RC. Data a ess is either withommand line tools and the LFN or via the metadata browser. The browser GUI builds an Xpath
query on the metadata, and the data an then be
downloaded. All UKQCD gauge on gurations
are stored and a essed in this way.
2.3. Grid of grids

To implement the grid-of-grids we need to aggregate the RCs of di erent grids. This has tobe done in a se ure fashion, su h that the owner
ontrols the resour e, and to distinguish between
publi , restri ted and private a ess. As a rst
step we make two RCs simultaneously readable,
and this requires a ommon interfa e between thegrids. Storage Resour e Manager (SRM) seems
ideally suited to this role. SRM is de ned by theinterfa e it presents to the outside world, but behind that interfa e anything is allowed. The SRM
standard is still evolving. As a rst step we aggregated the RCs of QCDgrid and JLab running
SRM as an interfa e. Version 1 of the spe i ation is employed, spe i ally a SOAP based XML
proto ol and the JLab Java browser as a GUI forweb servi es. This an list the LFN of the QCDgrid and JLab RCs simultaneously
In the next step we would need to set up a trust
network of CAs, in rease the fun tionality of theSRM, and intera t with the metadata. Both the
QCDgrid software and the Globus SRM API areavailable under a GPL li en e [5℄.
3. METADATAQCD Markup Language (QCDML) is an XMLs hema for QCD latti e gauge theory data. In
this se tion, we summarise only the basi featuresof the initial QCDML draft [6℄ for the des ription of gauge on gurations ompleted re ently
by the MDWG. We fo us here on the des riptionof physi al parameters and the algorithm and on
a proposal for the binary format.
Collaborations submitting on gurations to
the ILDG will write a QCDML XML do ument for ea h on guration and store it on their
database (and RC). Resear hers then issue asear h query to the database or RC and get information on availability. The database or RC
delivers the LFN in the ILDG namespa e whi hthen enables resear hers to retrieve the on guration using the ILDG middleware.
3.1. Strategy and stru ture

The MDWG has worked out the following
strategy: 1) QCDML de nes a minimal set ofon guration information whi h resear hers areusually interested in, without spoiling extensibility to other latti e data. 2) In order to provide a
unique des ription of information, we use prin ipally \element" instead of \attribute" or \value",be ause one an de ne an allowed set of elements.
A module for ea h latti e a tion/ eld is prepared
together with its pre ise de nition written in ahuman readable glossary do ument and put on
the ILDG web page.
Ea h QCDML do ument onsists of \management", \implementation" (ma hine/ ode) and\markov step" se tions. Elements for a parti ular on guration su h as traje tory number arepla ed just under the \markov step" se tion. Ensemble information des ribed in \physi s", \algorithm" and \pre ision" parts are put together in\markov hain" subse tion of the \markov step".
3.2. Physi s se tion

The physi s part has a ri h stru ture. A latti ea tion is divided into gluon and quark parts, ea hof whi h is a sum of operators (e.g. Wilson-Dira
operator) whi h in turn onsist of elds (e.g. Wilson quark and link variables) and oupling parameters (e.g. ). A latti e eld is in general
independent of the latti e a tion. Boundary onditions are a property of elds. Latti e size is also
independent from eld and a tion. The stru turethen looks like Fig. 1 whi h we have tried to des ribe straightforwardly in QCDML.
The number of dynami al quarks is the mostimportant information and is re orded in thequark a tion se tion, be ause di erent a tions
may be used for di erent avours. As an example, we re ord a on guration for Nf = 2+1 QCD
as<quark><n_sea_quarks>3</n_sea_quarks>

5
For the ILDG, keeping identi ation of on gurations is important. Information su h as ollaboration name and physi s parameters is not dened in the standard format. Su h information isre orded in a orresponding QCDML do ument.
Therefore, we propose to en apsulate the binary
on guration, QCDML do ument and BinX do ument into one le using DIME te hnology, anddistribute it via the ILDG. The details for thiswill be dis ussed with the MWWG.
4. PROGRESS AND FEEDBACK

The QCDML proposal for gauge on guration
metadata des ribed above is now open for omment and feedba k from the ommunity. Pleasesubmit your opinion to the MDWG via the forum
page of the onferen e website or write to themdire tly (q dmlr p.tsukuba.a .jp). Following
this feedba k, the ILDG will adopt a modi ed
version of this s hema and re ommend that parti ipants use it to mark up on gurations whi hthey intend to share. The assumption is that normal etiquette on ollaboration, ooperation andpubli ation will be observed when making use ofany `published' on gurations. It is expe ted that
the MDWG will then turn its attention to expansion of the s hema to ope with other latti edata obje ts (e.g. orrelators) whi h ollaborations may wish to share.
The demonstration of inter ontinental browsing of on guration olle tions (initial goal for
the MWWG) was partially su essful { within thelimitations of bandwidth available at the onferen e site. Colle tions in the UK (QCDgrid) andin the USA (JLab) were browsed during the onferen e (see Fig 2).
As noted above, further work remains to bedone to implement suitable grid erti ation proedures. The requirement here is to allow, withina global grid ontext, easy read a ess to all potential users and ontrolled write a ess to spe i ed parti ipants who themselves may be geographi ally distributed. The MWWG also welomes ommunity input on these and other issues.
A brief dis ussion session whi h followed the
ILDG presentation and demonstration indi ated
onsiderable potential interest in the ommunity.

-

ILDG Grid File Manager-

File View Status

Help

QCDGrid

lqcd.jlab.org

NF2..
BETA52/
BETA525/
BETA526/
BETA529/$CACHE1/NF0/iso/6p0_16_32_wl/cfgs

>>
<<
Exit

QCDgrid 

Mkdir

Delete..
wlq_32_600.cfg1
wlq_32_600.cfg10
wlq_32_600.cfg11
wlq_32_600.cfg12
wlq_32_600.cfg13
wlq_32_600.cfg14
wlq_32_600.cfg15
wlq_32_600.cfg16
wlq_32_600.cfg17
wlq_32_600.cfg18
lqcd.jlab.org 

Mkdir

DeleteMessage panel
Double click to go to BETA52 directory/NF2/BETA52 andrewj qcdgrid 1/1/01 1:01:01 AM GMT

Figure 2. The prototype ILDG le manager used
to browse remote data in QCDgrid (UK) andJLAB (USA).
In parti ular, the desire was expressed for better me hanisms for promoting te hni al feedba kfrom latti e ollaborations to the working groups
and for ratifying ILDG proposed standards. It
was also suggested that a third working group be
established to develop data a ess poli ies. Theseissues will be onsidered at future ILDG workshops [6℄.
REFERENCES

1. C.T.H. Davies, A.C. Irving, R.D. Kenway and
C.M. Maynard (UKQCD ollaboration), Nu l
Phys B (Pro Suppl) 119 (2003) 225-226
2. MWWG members are G. Androni o (INFN),
Y. Chen (JLAB), A. Gellri h (DESY),
J. Hettri k (NERSC), D. Holmgren (FNAL),
A. Ja kson (EPCC Edinburgh), E. Neilson(FNAL), T. Perelmutov (FNAL), J. Perry(EPCC Edinburgh), M. Sato (Tsukuba),
J. Simone (FNAL), C. Watson (JLAB).
3. MDWG members are G. Androni o (INFN),
P. Coddington (Adelaide), R. Edwards(JLAB), B. Joo (Edinburgh), C. Maynard(Edinburgh), D. Pleiter (NIC/DESY), J. Simone (FNAL), T. Yoshie (Tsukuba).
4. http://www.gridpp.a .uk/
5. http://forge.nes .a .uk/
6. http://www.lq d.org/ildg/
7. http://www.edikt.org/

4
3.3. Algorithm se tion

size
field-1 (b.c.)fieldsfield-2 (b.c.)gluon/quark action
operators

field-1
field-2

coupling-0

coupling-1
coupling-2

Figure 1. S hemati diagram of the physi s part.
<sw_quark_a tion><n_quarks>2</n_quarks>......
</sw_quark_a tion><sw_quark_a tion><n_quarks>1</n_quarks>......
</sw_quark_a tion></quark>

For a better understanding of the stru ture of
the a tion part, we reprodu e a omplete pseudoXML do ument below for the lover quark a tion.
See Ref. [6℄ for details and further explanations.
<sw_quark_a tion><n_quarks>2</n_quarks><wilson_fermi_operator><field> link_gluon </field><field> wilson_quark </field>< oupling><kappa> 0.1350 </kappa></ oupling></wilson_fermi_operator><sw_fermi_operator><field> link_gluon </field><field> wilson_quark </field>< oupling>< _sw> 2.02 </ _sw>
<determination> NP </determination></ oupling></sw_fermi_operator></sw_quark_a tion>

Sin e there are often many variants of a parti ular algorithm, the MDWG ame to the on lusion that it is not pra ti al to des ribe an algorithm pre isely on a unique ommon basis. We
therefore devolve responsibility for the full des ription of an algorithm to the supplier ollaboration.
The QCDML de nes only four ommon elements, \name", \referen e" \exa t", and \parameters". In the \referen e", we quote a
paper ontaining the algorithm when this is published. Otherwise, ea h ollaboration writes a
glossary do ument, puts it on the web page, andquotes the URL. Under the \parameters" element, ea h ollaboration pla es several elements
whose names depend on ollaboration and algorithm. The ollaboration name pre x (e.g.
groupA:) is pla ed at the beginning of ea h element. This (namespa e) feature allows di erent
ollaborations to ontinue to use their own terminology. The working group asks all ontributors
to list at least the most basi and important parameters.
3.4. Binary format and distribution

The MDWG also proposes a standard binary
format of on gurations as an abstra t/referen eformat. Ea h ontributor will prepare a C library
to read their on guration (whose format an be
di erent from the standard one) into the standard
format. Then the user an onvert it to theirown format by writing a orresponding small C
program.
Another method of format onversion proposed
depends on BinX [7℄ (an XML s hema to des ribe
binary format) te hnology. Using a onversion
tool whi h will be provided by the BinX proje t
and the MDWG, one an onvert ontributor format to user format without referring to the standard format. For that purpose, we ask ontributors to prepare a BinX des ription of their own
binary format.
Details of the standard format are given in
Ref. [6℄. An important point to note here is that
we propose to store only the rst 2 rows of the
3x3 unitary matrix. Users will re onstru t thethird row using the unitarity ondition.

arXiv:hep-lat/0409084 v1 15 Sep 2004

Status of International Latti e Data Grid { An Overview {Akira Ukawaa
aCenter for Computational S ien es, University of Tsukuba, Tsukuba, Ibaraki 305-8577, Japan
We report on the status of the International Latti e Data Grid.

ing Group is reported by Balint Joo[5℄, and thatof the Metadata Working Group with emphasis
on QCDml v1.1 by Dirk Pleiter. Chris Maynard
gives a tutorial on QCDml v1.1 so that people
understands it and use it for marking up gluon
on gurations. The presentations of Pleiter andMaynard are ombined in a single writeup[6℄.

1. Introdu tion

International Latti e Data Grid (ILDG)[1℄ is ane ort toward building a data grid of latti e QCD
gluon on gurations so that people in the latti e eld theory ommunity ould share them andfully exploit their physi s ontent. It should provide an infrastru ture for international resear he ort, and hopefully work as a vehi le for enhan ing ollaborations and ex hange of people in ourommunity.
ILDG started with the proposal of the UKQCD
Collaboration at Latti e 2002[2℄. The rst ILDG
Workshop [4℄ was held in De ember 2002. Disussions on the target and strategy of ILDG was
made, and a Metadata Working Group and a
Middleware Working Group were set up to arryout te hni al work. The se ond workshop followed in May 2003[4℄, and the \virtual" formatof this workshop series was established.
The a tivities of ILDG in its rst year was
reported at Latti e 2003[3℄. A draft version of
QCDml, an XML for des ribing gluon on gurations, was presented.
In this se ond year, two more workshops were
held, in De ember 2003[4℄ and May 2004[4℄.
Thanks to the e ort of the Metadata Working
Group and people who parti ipated in the dis ussions, v1.1 of QCDml has been ompleted. Building up middleware also made progress. In addition to te hni al work, the organizational aspe ts
of ILDG was also dis ussed, and the ILDG Board
was introdu ed at the 3rd ILDG Workshop in Deember 2003.
Our report of ILDG at Latti e 2004 onsists offour presentations. The present report provides
an overview of the ILDG a tivities sin e Latti e 2003. The status of the Middleware Work-

2. A tivities of Working Groups

The Metadata Working Group onsists of
G. Androni o (INFN), P. Coddington (Adelaide), R. Edwards (JLAB), B. Joo (Edinburgh), C. Maynard (Edinburgh), D. Pleiter(NIC/DESY), J. Simone (FNAL), and T. Yoshie(Tsukuba, onvenor). In response to the presentation of QCDml draft v4.0 at Latti e 2003,
important omments were made by the S iDAC
Software Group of USA[7℄. QCDml v1.1 presented at Latti e 2004[6℄ in orporates these omments.
While QCDml v1.1 provides a standard for thedes ription of gluon on guration les, a separate
standard is ne essary for the data format of onguration les. Dis ussions on the data format
are being ondu ted jointly by the Metadata andMiddleware Working Groups, and a nal reportis expe ted soon.
The Middleware Working Group onsists of
G. Androni o (INFN), Y. Chen (JLAB), A. Gellri h (DESY), J. Hettri k (NERSC), D. Holmgren(FNAL), A. Ja kson (EPCC Edinburgh), B. Joo
(EPCC Edinburgh, o- onvenor), E. Neilsen(FNAL), T. Perelmutov (FNAL), J. Perry(EPCC Edinburgh), M. Sato (Tsukuba, oonvenor), J. Simone (FNAL) and C. Watson(JLAB, o- onvenor). The goal of this working
group is to design standard middleware for sear h
1Akira Ukawa

2and retrieval of on guration les stored in ILDG.
The ar hite ture for the middleware is now formulated, and work is in progress, albeit slowly, toll out the te hni al details[5℄.
3. ILDG Board

As various issues began to proliferate on te hnial and strategi aspe ts of ILDG, it was felt thatan organizational stru ture is needed to oordinate its e ort. The ILDG Board was introdu edat the 3rd ILDG Workshop to meet this need.
Further details of the Board is as follows:
1. The Board onsists of one member from ea hountry to de ide poli y and oversee the working groups. The initial membership is Brower(US), Jansen (Germany), Kenway (UK), Ukawa(Japan).
2. The hairperson rotates on an annual basis.
Kenway e e tively a ted as hairperson till Deember 2003, and Ukawa is serving for 2004.
3. The Board is harged with expanding themembership, seeking the allo ation of resour es
from their national proje ts, and onsidering thea ess poli y for ILDG data and guidelines fordata sharing.
4. The hairperson is responsible for organizing
the 6 monthly workshops.

ward the ollaborations whi h already made theon gurations available, it was felt that further
dis ussions were needed.
The ILDG Board dis ussed this issue after Latti e 2004. It ame to on lude that an initial data
sharing poli y should be moderate. The proposal
from the ILDG Board reads as follows:
ILDG Data Sharing Poli y

In addition to the normal pra ti e of sharing data
within restri ted groups for spe i joint proje ts,
ollaborations that are generating substantial sets
of gauge on gurations should
1. mark up their data using the QCDml standard;
2. adopt a poli y to make their data generally
available as soon as possible;
3. announ e on the ILDG web pages, at the timeof produ tion, their hosen a tion and parameter values, and when their on gurations will bemade generally available through ILDG.
5. Con lusions

We are now entering a new era when new mahines su h as QCDOC and ApeNEXT begin tooperate. We hope that ILDG develops timely to
exploit the potential of these and future ma hines
for further progress of latti e eld theory.
REFERENCES

4. Data Sharing Poli y

Up to now, only two ites o er gluon on gurations to latti e eld theory ommunity. One is
the NERSC ite[8℄ set up many years ago whereon gurations generated by the MILC Collaborations are stored. The other is the Latti e QCD
Ar hive at Tsukuba [9℄ opened in February 2004
where two- avor on gurations are made available.
ILDG envisages that many more ites begins
to operate in Europe and USA in the near future.
Hen e dis ussions and oordination on the data
sharing poli y is an important step to make ILDG
an e e tive tool for our ommunity.
At the Latti e 2004 presentation of ILDG, omments were invited on this point. While an under urrent seemed to be there that an open poli yis desirable and appre iation was expressed to-

1. http://www.lq d.org/ildg/
2. C.T.H. Davies, A.C. Irving, R.D. Kenway and
C.M. Maynard (UKQCD ollaboration), Nu l
Phys B (Pro Suppl) 119 (2003) 225-226
3. A.C. Irving, R.D. Kenway, C.M. Maynard
and T. Yoshie, Nu l Phys B (Pro Suppl) 129(2004) 159-163
4. See links in Ref. [1℄.
5. B. Joo and W. Watson, ILDG Middleware
Working Group Status Report, in these proeedings.
6. C. Maynard and D. Pleiter, QCDml: First
Milestones for building an International Latti e Data Grid, in these pro eedings.
7. http://www.lq d.org/s ida /8. http://q d.ners .gov/
9. http://www.r p.tsukuba.a .jp/lqa/

arXiv:hep-lat/0409165 v1 30 Sep 2004

ILDG Middleware Working Group Status Report
B. Joo a , W. Watson baS hool of Physi s, University of Edinburgh, Edinburgh, S otland, U.K
b Thomas Je

erson National A elerator Fa ility, Newport News, Virginia, U.S.A

We report on the status of the ILDG Middleware Working Group.

queries to in a single standardised way, irrespe tive of the a tual ba k end database. Anotherpie e of middleware may be an abstra tion su has the on ept of a logi al name given to a pie eof data. The logi al name di ers from a lenamein the sense that it does not en ode the lo ationof the data. Hen e appli ations dealing with logi al names instead of le names an immediately
work between di erent grids sharing the namespa e of les. However, in order to retrieve thedata, logi al names still need to be resolved toa tual le names. This an be done by sending
the logi al name to a servi e that an return thelo ation details. The le an then be downloaded
using a parti ular le transfer proto ol, su h as
FTP, HTTP, or GSIFTP.

1. INTRODUCTION

The Middleware Working Group was formed
with the aim of designing standard middleware toallow the interoperation of the data grids of ILDG
member ollaborations. Details of the working
group are given in se tion 6. In this ontribution we outline the role of middleware in the
ILDG, present our proposed middleware ar hite ture and dis uss our urrent status and future
work within the working group.
1.1. What is Middleware

Consider a latti e gauge theory pra titioner in
the US wishing to retrieve data from the data
grid in the UK. He1 is used to the way things
work in the US. However, for histori al reasons,the UK has developed its own drive on the left
grid software before the advent of the ILDG. The
US and UK systems are di erent. They use different databases for the atalogues. They use
di erent storage systems. How is the resear her
to avoid the heada he of re-learning everything
he has painstakingly learned about the US datagrid?
The resear her intera ts with appli ations(su h as web browsers) whi h we will also referto as lients. The a tual databases holding theatalogues and the storage systems are alled theba k end. The middleware omprises of the layersof abstra tions, interfa es, servi es and proto ols
between the appli ations and the ba k end. One
pie e of middleware for example would be a frontend to a atalogue that an appli ation ould send

1.2. Web Servi es

Middleware an thus allow the interoperationof data grids given that the abstra tions, proto ols, interfa es and servi es omprising it are
standardised. How an the interfa es and servi es
to be standardised?
In the past, gateways to servi es were server
programs whi h intera ted with lient programs
through some messaging proto ol. Custom andsometimes unportable messages were often used.
Web servi es are modern versions of these server
programs, with the di eren e that the de nitions of the interfa es and the messaging proto ol have been standardised. Messages and interfa es are spe i ed in Extensible Markup Language (XML) [1℄, using the Simple Obje t A ess
Proto ol (SOAP) [2℄ for messages and Web Servi es Des ription Language (WSDL) [3℄ for theinterfa es. XML, SOAP and WSDL are industry

1 for the sake of grammar only, we assume that the re-sear her is male1

2

B. Jo
ostandards de ned and maintained by the W3C
onsortium [4℄.
2. WEB SERVICE ARCHITECTURE
2.1. Overview

The ILDG middleware ar hite ture is to be
based on a olle tion of stateless web servi es.
These are to provide a standardised interfa e toba k end servi es su h as a lo al storage systemor the grid servi e layer of a non ILDG data grid.

SOAP Message
Query Result
Renderedas Web Page
HTML
ServletXML
Query
ResultWeb Browser
SOAP
Message

Application

Third Party
Binary Data
Transfer
MDC Directory

Web Service
ILDG MDCWeb Service
ILDG SRM

Web Service
ILDG RC

Back end Storage
SystemBack end RC

Internal
Data
Back end MDC

RC Directory

Middleware

Locally Implemented
Back End

Collaboration X
Collaboration Y

Figure 1. The Middleware Web Servi e Ar hite ture
We illustrate the middleware ar hite ture ingure 1. The large re tangles represent the grids
belonging to hypotheti al parti ipating ollaborations X and Y. These are split into the Middleware and Lo ally Implemented Ba k End respe tively. The ILDG Middleware web servi es
appear in the Middleware half. We have drawn
in the three main web servi es:
 ILDG Metadata Catalogue (MDC),
 ILDG Storage Resour e Manager (SRM) ILDG Repli a Catalogue (RC) servi e.

These web servi es intera t with ba k end implementations. The ba k end implementations
are spe i to the parti ipating grid. For example the ba k end storage system may be dire tly

ontrolled by the ILDG SRM servi e for ollaborations who use SRM to manage their data. Alternatively, the ba k end storage system may besome ollaboration spe i non{SRM implementation, in whi h ase the ILDG SRM web servi ea ts as an \interoperability layer" allowing ILDG
ompliant appli ations to treat the ba k end storage as if it was an SRM. What is important fromthe point of view of interoperability is that theappli ations see a standard web servi e interfa e.
Figure 1 also shows possible data transfers between the appli ation, the web servi es and theba k end. The SOAP messages ex hanged between the appli ation and the web servi es areshown as dashed-dotted lines. The solid line between the appli ation and the ba k end storage
system illustrates the idea of third party transfers, where the storage system an initiate data
upload/download between itself and the appli ation dire tly. We also show the hypotheti al aseof the ILDG MDC returning the result of a metadata query, and how this an be rendered fromits XML form into a human readable web page by
passing it through an HTML rendering servlet.
Finally we illustrate in gure 1 a possible way
for appli ations to learn of the existen e andwhereabouts of the ILDG Web Servi es of parti ipating ollaborations. This may be done throughthe use of dire tory servi es. An appli ation an
onsult, say, the MDC Dire tory servi e to disover how to onta t one or more ILDG MDC
servi es. It is not yet lear who will operate thedire tories. Ea h ollaboration may operate one,or perhaps the ILDG ould maintain one or moreglobal instan es of these servi es, details of whi h
may be made publi on the ILDG web pages.
At this point we should highlight that the middleware working group regards its primary roleas that of standardising the web servi es in thear hite ture just presented. The working groupdoes not feel responsible for providing the appliations or the ba k end servi es des ribed.
2.2. Naming the Data

It is envisaged that ea h item of data in the
ILDG will be identi ed by a global logi al lename (GFN). The spa e of GFNs will be partitioned between parti ipating ollaborations to3

Middleware Working Group Status Report

avoid name lashes. The individual ollaborations will then be responsible for managing theirown allo ated name spa es.
Sin e the data item may be repli ated a GFN
may orrespond to several opies of the data. The
mapping between GFNs and individual les ismaintained by the RC. We will refer to these individual lenames as site universal resour e lo ators(SURLs). SURLs may be presented to the SRM
servi e in order to retrieve the a tual les.
2.3. Metadata Catalogue

The ILDG MDC servi e has the task of allowing the standardised interrogation of the MDCsof parti ipating ollaborations. Appli ations anpresent metadata queries to the ILDG MDC.
The replies an be either GFNs or they an be
full or partial metadata instan e do uments thatare sele ted by the query. This gives the ILDGMDC read only semanti s. It is envisaged that
the ILDG MDC will interrogate a lo ally implemented MDC whi h allows for maintenan eof the lo al atalogue. In other words: insertion/deletion of metadata is expe ted to be handled outside of the ILDG framework by the parti ipating ollaborations.
2.4. Repli a Catalogue

The ILDG RC servi e has to tra k various existing opies of a given le. Essentially, it performs a mapping from a GFN to one or more
SURLs. In order to allow les to migrate it may
be ne essary for the ba k end servi es or appli ations to reate and remove entries from the atalogue. Further, we expe t that as les migrate,some of the SURLs returned from the repli a atalogue may be ome invalid. The burden of dealing with this omplexity is pushed onto the appli ations. Prototype RCs exist at the Je erson
Laboratory 2 (JLab) and at Fermilab 3 .
2.5. The SRM

The Storage Resour e Manager (SRM) has thetask of managing the storage system within a ollaborating data grid. SRM is a tually a sophisti ated storage resour e management system de2 in full: Thomas Je erson National A elerator Fa ility
3 in full: Fermi National A elerator Laboratory

veloped between a variety of institutions. The design of the SRM is lead by the Storage Resour eManagement Working Group whi h is soon expe ted to be ome a Global Grid Forum Grid Storage Management Working Group [5℄.
At the time of writing, version 2.1 of SRM has
been de ned and the WSDL de nition has been
made available online [5℄. The JLab has an implementation of the SRM 2.1 spe i ation, whi h
was ompleted in the middle of summer 2004.
The hief envisioned fun tionality of the SRM
in the ILDG, whi h may be mu h more limited than its omplete fun tionality, is to allow
the downloading of les. On the presentation of
an SURL, the SRM identi es the individual leserver whi h holds the le and returns a transfer
URL (TURL) to the le. This is a URL whi han be used to download the a tual le, for example by using the wget utility with the TURL if
the download is to pro eed via the HTTP transfer proto ol, or the globus-url- opy utility if thetransfer is to pro eed through GSIFTP.
3. FUTURE WORK

We have presented a high level overview of the
middleware ar hite ture as it is urrently envisaged. Many details still require dis ussion, in parti ular the detailed WSDL de nition of the interfa es of all the omponents remains to be ompleted. This is parti ularly true for the ase of
the MDC and the RC. Work on the MDC is underway at the CCS at Tsukuba, and at Fermilab.
A prototype RC implementation is nearly readyat the JLab.
The UKQCD ollaboration will attempt to implement an SRM ompatibility layer in order toallow the transfer of data between its UK QCDGrid and a standard SRM su h as the one at the
JLab.
The intera tion of MDCs between grids stillneeds to be lari ed. One suggestion has been
to produ e a spe i ation whi h is re ursive. In
this ase one an intera t with a root MDC, whi htransparently queries lower level MDCs it knows
about. Another suggestion whi h has alreadybeen alluded to is the use of dire tory servi es.
An interesting unresolved issue is how to per-

4
form metadata queries. The metadata working
group has proposed a de nition of QCDML whi hassumes a hierar hi al XML data model. However hierar hi al and XML databases are not as
mature and well known as relational ones, and it
may be desirable to hold the metadata in a relational database at least at the lowest level. The
question is whether to present an XML (XQuery)or a relational (SQL) view of the databases for theappli ations to query, or perhaps to provide both.
If the SQL view is to be provided, it may be useful to de ne a relational table based view of the
QCDML s hema in order to allow straightforward
use of SQL ba k end databases.

B. Jo
oNonetheless, progress is being made albeit slowly.
The working group plans to hold a working meeting to be attended by the onveners and some
implementers to nish the de nitions of the webservi es des ribed here.
6. ABOUT THE WORKING GROUP

The working group has three joint onveners:
 William Watson from the Thomas Je erson

National A elerator Fa ility (JLab), Newport News, VA, USA,

 Mitsuhisa Sato from the Centre for Compu-

tational S ien es, Tsukuba, Japan,

 B
alint Joo from the S hool of Physi s, Uni-

4. FILE FORMATS AND PACKAGING

So far we have negle ted issues pertaining to
the format and pa kaging of data. The middleware working group is urrently in dis ussion withthe metadata working group on these issues.
The key question is whether the ILDG shouldor should not mandate a standard gauge onguration le format. Should a le format be
mandated, the question arises as to how to provide tools so that ollaborations an transformthe data between the standard format and theirown formats in a straightforward manner. It isalso possible to not mandate a standard format,
but to provide a standard way to des ribe the format of the stored on gurations from whi h tools
an be generated to e e t the transformation between formats.
One option for the former ase is to maintainprogram ode as part of the metadata whereas
in the latter ase the binary data layout may be
ompletely spe i ed by BinX markup [6℄. The
BinX proje t also provides a software library thatan be used to perform transformations on thedata su h as a rearrangement of indi es, reversalof bit and byte order and the sele tion of various sli es, making it straightforward to write programs to transform the data in any desired way.
5. CONCLUSIONS

Currently, the main limitation of the middleware working group is a la k of manpower.

versity of Edinburgh, Edinburgh, UK.

We would also like to highlight the parti ipationof Eri . H. Neilsen from Fermilab, Batavia, IL,
USA, who, while not a onvener, has been an
extremely a tive member of the working groupontributing a lot of material in luding analysis,
use ases and samples of WSDL that have greatly
aided the progress of the working group.
Communi ation in the working group has hitherto pro eeded by email and through the publi
mailing list [7℄ whi h is ar hived at [8℄. Further
information about the working group is also available through the ILDG Web Site [9℄.
REFERENCES

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

http://www.w3.org/XML
http://www.w3.org/2000/xp/Group
http://www.w3.org/TR/wsdl
http://www.w3.org
http://sdm.lbl.gov/srm-wg
http://www.edikt.org/binx
ildg-middlewareforge.nes .a .uk
http://forge.nes .a .uk/pipermail/ildg-middleware
9. http://www.lq d.org/ildg

arXiv:hep-lat/0409055 v1 14 Sep 2004

QCDml: First milestone for building an International Latti e Data Grid

C.M. Maynarda, D. Pleiterb ,aS hool of Physi s, University of Edinburgh, Edinburgh EH9 3JZ, UKb John von Neumann Institute NIC / DESY Zeuthen, D-15738 Zeuthen, Germany

We present an XML s hema for marking up gauge on gurations alled QCDml. We dis uss the generalprin iples and in lude a tutorial for how to use the s hema.

1. REPORT FROM THE METADATA
WORKING GROUP

ti ular simulation. All metadata do uments will
have to onform to the s hema. It is the s hema
whi h ontains the omplexity whi h allows themany di erent a tions being used for simulating
QCD with dynami al fermions.
During the design pro ess three general requirements have been taken into a ount. Firstly,
the s hema has to be extensible as parameters of
future simulations annot be anti ipated. Thishas to be done in su h a way that any metadata
do ument whi h onforms to the urrent s hema
will also onform to any future extended s hema.
The long-term validity of all metadata do uments
published by users of ILDG is a de nite design
goal of the s hema. Se ondly, the mark-up of simulation parameters has to be unique to avoid, e.g.,
the same a tion being des ribed in two di erent
ways. This would otherwise spoil the possibility
to sear h for ertain on gurations. Finally, thes hema has been kept general enough to allow
the des ription of data other than gauge on gurations (propagators, orrelators, et .) in the
future.

To a hieve ILDG's aim of sharing gauge eld
on gurations world-wide a standardised des ription of on gurations is mandatory. XML (EXtensible Markup Language) is the language ofhoi e for metadata sin e it is designed to des ribe data. These metadata do uments will beboth human readable, sin e XML is verbose, andeasy to parse by omputers. Finally, standards
on the stru ture and ontents of XML do uments
an be enfor ed by using XML s hemata.1
The ILDG metadata working group [1℄ addressed in re ent years the task of de ning an
XML s hema. During the 2003 latti e onferen e [2℄ the group presented an initial proposal. Sin e then the strategy for marking-up thephysi s parameters has been revised. However,whilst the ontents remained un hanged, the usability has been signi antly improved. The
working group presented at this onferen e therst working version of the s hema, QCDml.
Many latti e pra titioners, who are typi ally
not familiar using XML yet, might ask whether
the proposed strategy is too ompli ated. However, using XML is mu h easier than many might
expe t. A large number of software tools exists
for reating and parsing XML do uments. Whenlooking at the proposed s hema, it should be realised that it's omplexity originates from thelarge variety of di erent simulations being arriedout within the latti e ommunity. Metadata do uments will only ontain information on one par-1.1. Overview on the xml s hemata

Gauge on gurations are generated by aMarkov hain. All on gurations from one hainshare many properties. Therefore the metadataan be split into two do uments. The ensemble XML do ument ontains all parameters whi hremain un hanged for the whole Markov hain.
Other parameters are spe i to one or a setof onse utive Markov steps and will be stored
in a on guration XML do ument. A Universal
Resour e Indi ator (URI) is used to link these

1 See se tion 2 for referen es and further details.

1

2
two do uments as well as the Logi al File Name
(LFN) to link the on guration XML do ument
and the gauge on guration itself (see Fig. 1).
For both types of XML do uments orresponding s hemata have been developed whi h an
be downloaded from the working group's website [1℄.
Ensemble XML A tions whi h have the same stru ture inommon are grouped. For instan e, theIwasaki and the Symanzik improved gaugea tions only di er by the hoi e of the ouplings.

This inheritan e tree of possible a tions is obviously extensible. Any a tion will be in luded into
the s hema only on e to ensure uniqueness.

Ensemble URI

generic action

Ensemble URI

Conf. XML[1]...

Conf. XML[N]

Conf. LFN

generalGluonAction

generalQuarkAction

Conf. LFN

Conf.[1]...

plaquette

Conf.[N]Figure 1. Logi al le names (LFN) and URIs linking ensemble and on guration XML do uments
as well as gauge on gurations.
An example for parameters whi h will be thesame for all on gurations of an ensemble are thephysi s parameters. The orresponding parts ofthe ensemble XML do ument onsists of information about the latti e size and a mark-up of
the a tion. The des ription of the a tion is most
riti al for preserving uniqueness and extensibility of the s hema. The metadata working group
adopted the following strategy whi h is visualisedin Fig. 2:

 Ea h a tion an be split into a gauge and afermion a tion.

 The ensemble XML s hema ontains anelement <generalGluonA tion> and an
optional element <generalQuarkA tion>
whi h will substituted by the a tually useda tion.

 A tions whi h ontain a stru ture whi h is

the same as for a simpler a tion are orderedby an inheritan e tree. For example, thelover fermion a tion is equivalent to thestandard Wilson fermion a tion plus an improvement term.

sixLinkiwasakiRG

tadpoleSymanzik

wilsonKScloverimprovedKS

npCloverasqTadFigure 2. Hierar hy of a tions in the ensemble
XML s hema.
The des ription of ea h a tion is organised inthree parts (See Fig. 3). Firstly, an array of< ouplings> allows to store the names and values of all ouplings and, in ase of the fermion a tion, the number of avours. Se ondly, a des ription of the elds is required to store information,e.g., about the used normalisation or boundary
onditions. Finally, any further information an
be stored in a glossary.
The element <glossary> ontains a URL to
a do ument provided by the ontributors. Thisdo ument does not have to onform to anys hema, it may even be not an XML but rather ahuman readable do ument, e.g. a TeX le. This
gives the ontributors the freedom to store allkind of information with regard to the used a tion, for instan e information on the parti ular
hoi e of ouplings. Nevertheless, some guidelines
will be needed to ensure that these do uments
ontain all relevant information in a omprehensive form.

3
The variety of algorithms being used in latti e simulations is even larger than the numberof di erent a tions. The parameters of the algorithms are therefore essentially un onstrained.
It should be noted that as a onsequen e su hparameters are in pra tise not sear hable. The
only onstrained element <exa t> provides information on whether the algorithm being used is
exa t or not.
It will be mandatory to provide a referen e toa publi ation on the used algorithm and an URL
to a glossary do ument. Furthermore, all submitters are strongly en ouraged to provide a full listof all algorithmi parameters used in their simulations. The names of the parameters should be
hosen in su h a way that they an be uniquely related with the algorithmi parameters des ribedin the publi ation and the glossary le. Unlike
the physi s parameters the algorithmi parameters might hange when generating a Markov
hain. For instan e, the step size of the HMC
algorithm might be adjusted during a run. Whilethe ensemble XML do ument will ontain most of
the information on the used algorithm, the submitter an store those parameters whi h might
hange within an ensemble into the on guration
XML do ument.
As an matter of good s ienti
resear h
pra tise, the generation of ea h on guration
should be fully and omprehensively do umented.
Therefore submitters will have to provide information whi h ma hine and what ode has beenused to generate a parti ular on guration. Ea h
ma hine an be identi ed by ma hine (or partition) name, the hosting institution and the mahine type. Additional information an be stored
as an optional omment. Con erning the simulation program submitters have to ensure thatit an be identi ed by a name, a version string(e.g. a CVS tag), and the date of ompilation.
Again an optional omment allows to add further information, e.g. on ompile time variables.
All these parameters are not onstrained andtherefore not sear hable. Only the informationon the pre ision used to generate on gurations
will be sear hable, as users might are about theused ma hine pre ision, in parti ular when quark
masses be ome light.

The metadata will also in lude information
about who submitted a on guration to ILDG
within whi h proje t. This information an be
stored in the management se tion whi h is foreseen in both the ensemble and the on guration
XML do ument. Within this se tion also information will be stored whi h allows the user of aon guration to he k the integrity of the downloaded data. To do so he an verify the he ksum
for the binary les, whi h will however not be preserved when transforming the gauge on guration
into a di erent format. The user an still perform
another test by re al ulating the plaquette value
and omparing this with the value stored in theon guration XML do ument. It should however
be noti ed that this test is less strong as both values will only agree within rounding errors and beause the plaquette value is preserved by varioustransformations of a gauge eld on guration.
All operations a e ting an ensemble or just a
parti ular on guration should be do umented.
Possible a tions in lude the insertion and modi ation of an ensemble and the insertion, repla ement or even the revo ation of a on guration.
The last two a tions might be ne essary if for example the omputer or the ode whi h was used
to generate a on guration turned out to be broken. It should be noted that the submitters ofon gurations might not have to generate this information themselves, as the user interfa es to be
developed for performing su h a tions ould takeare of pat hing the ensemble and on guration
XML do uments a ordingly.

2. QCDML TUTORIAL
The purpose of this se tion is to demonstrate
how to mark up on gurations a ording to the
XML s hema QCDml. We start with some
Frequently Asked Questions (FAQ) about XMLs hema.

2.1. XML S hema FAQ

 What is XML S hema?
{ XML s hema is a olle tion of rules for

XML do uments{ An XML s hema is itself an XML instan e Do ument (ID)4

 Why do we need an XML s hema?
{ So that omputers an read and un-

derstand XML IDs{ e.g. <length>16</length>{ The meaning of length is ontext dependent, the s hema makes this information expli it Do users need to learn XML s hema?
{ No. XML s hema makes it easier towrite XML IDs

2.2. Getting started

QCDml1.1 is available for use and an be downloaded along with do umentation and example
XML IDs from the ILDG website [3℄ by following
the links in the metadata se tion. In QCDml1.1
the metadata is split into two parts. Metadata
whi h is ommon to all on gurations in an ensemble lives in the namespa e of the ensemble,
and only one XML ID for the whole ensemble isrequired.
An XML namespa e is de ned by W3C [4℄ onsortium as a olle tion of names identi ed with
a URI referen e. Metadata whi h is spe i toea h on guration lives in a separate namespa e
and an XML ID is required for ea h on guration. Below is an XML hunk, it is the start ofan example QCDml ID.
<?xml version="1.0" en oding="UTF-8"?><markovChain xmlns="http://www.lq d.org/#ildg/QCDml/ensemble1.1"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/#XMLS hema-instan e"
xsi:s hemaLo ation="http://www.lq d.org/#ildg/QCDml/ensemble1.1#www.ph.ed.a .uk/ukq d/ ommunity/#the_grid/QCDml1.1/#QCDml1.1Ensemble.xsd"><markovChainURI>
www.lq d.org/ildg/ukq d/ukq d1</markovChainURI>+<management/>+<physi s/>+<algorithm/></markovChain>The \+" symbol is used to show that there issubstru ture below the element, and the # symbol
is used to indi ate line ontinuation. The element<markovChain/> is the root of the XML ID. The
rest of the rst line is the URI whi h identi es
the namespa e of the ensemble metadata. This
has no pre x to identify elements whi h belong
to this namespa e as it is the default namespa e.
The se ond line is the namespa e of XML s hema
itself. The third and fourth lines give the lo ationof the le whi h ontains the s hema. The attribute xsi:s hemaLo ation is used to link the
URI whi h identi es the namespa es with a URL
whi h is the le whi h ontains the s hema. This
ould be a URL whi h is the URI of the namespa e but it doesn't have to be.
The element <markovChainURI/> whi h follows <markovChain/> is the URI whi h identi es
this ensemble. Ea h on guration XML ID whi hbelongs to this ensemble is linked to it using thisURI.
If an XML ID onforms to the rules of a parti ular s hema it is said to be valid. A software appli ation whi h veri es that an XML ID is valid isunsurprisingly alled a validator. S hema aware
appli ations an then read and use valid XML
IDs. One an write XML IDs in an editor su h
as vi or ema s, however, other tools are available. XMLspy is ommer ial software whi h an
be used for s hema and XML ID manipulation, it
an, for instan e, generate an XML ID from thes hema. There are many other XML manipulation tools, links an be found at [5℄.

2.3. Physi s and A tions

The element <physi s/> ontains two elements, <size/> and <a tion/>. The former israther self explanatory and ontains the size ofthe system.
Most sear hes of metadata will be on the a tion, onsequently a lot of thought has gone into
marking up the a tions. Some of the obje t oriented features of XML s hema have been employed in the s hema to ategorise a tions, su h
as inheritan e and the substitution group. This
enables the XML IDs to be relatively simple. The
general stru ture is shown in gure 3. The a tion
has been split into two parts, gluon and quark.

5

Figure 3. A diagram of the a tion in QCDML
These general elements en apsulate the generalproperties of the a tions, su h as the elds andthe glossary do ument. The glossary ontains information su h as the mathemati al de nitionsof the a tions and a referen e to a paper where
the a tion is dis ussed. However, this type of information is not suitable to being marked up in
XML, it is essentially un onstrained and as su h
is not really sear hable by a omputer.
Spe i quark and gluons inherit their properties from the general a tions. These a tions, su h as <wilsonQuarkA tion/> have spei
ouplings, in this ase <kappa/>. The< loverQuarkA tion/> is an extension of thisa tion, as it is a Wilson a tion, but has an extra
oupling, < SW/>. This is shown in gure 4. An
inheritan e tree for various a tions an be built
up in this way.
The metadata working group (MDWG) has not
set up inheritan e trees for all possible a tions,but the s hema is extensible so that further a tions an be added without existing XML IDs
having to be modi ed. A tions that have been
added to QCDml are shown at the ILDG metadata web pages, and an example of whi h is shown

Figure 4. A diagram of the NP Clover a tion
in gure 5.
For the gauge a tions the metadata working group adopted a parti ular onvention for<sixLinkGluonA tions/>

Sg6link = ( 0P + 1 R + 2C + 3 X )(1)Where P is the Plaquette Wilson loop, R the sixlink re tangle, C the six-link hair and X the three
dimensional Wilson loop. The values of some ofthe ouplings an be restri ted to ertain ranges
or spe i values. For example, in the Iwasaki
RG a tion, the ouplings are onstrained, 2 =6+<quarkField/>< ouplings><numberOfFlavours>
2</numberOfFlavours><kappa>0.1350</kappa>< SW>2.0171</ SW></ ouplings></npCloverQuarkA tion>

This is quite a short XML hunk, as the hierarhy npCloverQuarkA tion ! CloverQuarkA tion
! WilsonQuarkA tion ! GeneralQuarkA tion is
ontained in the s hema.
A rather te hni al point is that in the XPath
1.0 [6℄ spe i ation, there is no support for
substitution groups whi h means that a sear hfor WilsonQuarkA tion elements would not return any loverQuarkA tion elements, although
this an be a hieved with a boolean \or" su h
as [/a tion/quark/npCloverQuarkA tion |/a tion/quark/WilsonQuarkA tion℄.
However, the spe i ation for XPath 2.0 is nearing
ompletion [7℄, and this issue is beginning to beaddressed.
An XML hunk for the nf = 2 + 1 AsqTad
Kogut-Susskind quark a tion is shown below.
Figure 5. A diagram showing the inheritan e treefor quark and gluon a tions.
3 = 0, 0 = (18 1) and 1 = 0:331.
The quark a tion oupling has an integer valued element <numberOfFlavours/>. This labels how many avours have these ouplings,
i.e. how many degenerate avours. The element< ouplings/> is array valued, that is this partof the a tion an be repeated but with di erent
ouplings. This is useful for marking up nondegenerate quark avours.
An XML hunk for the nf = 2 nonperturbative lover a tion is shown below.
<npCloverQuarkA tion><glossary>www.lq d.org/ildg/#npCloverQuarkA tion.xml</glossary><asqTadQuarkA tion><glossary>www.lq d.org/lq d/#asqTadQuarkA tion.xml</glossary>+<quarkField/>< ouplings><numberOfFlavours>
2</numberOfFlavours><mass>0.02</mass>< Naik>-0.05713116</ Naik>< 1Link>0.625</ 1Link>< 3Link>-0.08569673</ 3Link>< 5LinkChair>
0.02937572</ 5LinkChair>< 7LinkTwist>-0.006713076</ 7LinkTwist>< Lepage>-0.1175029</ Lepage>7</ ouplings>< ouplings><numberOfFlavours>
1</numberOfFlavours><mass>0.05</mass>< Naik>-0.05713116</ Naik>< 1Link>0.625</ 1Link>< 3Link>-0.08569673</ 3Link>< 5LinkChair>
0.02937572</ 5LinkChair>< 7LinkTwist>-0.006713076</ 7LinkTwist>< Lepage>-0.1175029</ Lepage></ ouplings></asqTadQuarkA tion>

The stru ture is the same, and all the ouplings
are learly shown. The non-degenerate quark
masses result in a se ond < ouplings/> element,
but with di erent number of avours and di erent
mass. It is easy to distinguish between nf = 2+1
and nf = 3.

2.4. Management

This metadata gives the status of the data thatis registered with the ILDG. In that sense it is reated when the data is made publi . In prin ipal
this would be generated or \stamped" by some
ILDG middleware. As this appli ation does not
yet exist, it will have to be generated \by hand".
Below is an example of the management hunk ofXML.
<management><revisions>1</revisions>< ollaboration>UKQCD</ ollaboration><proje tName>Clover NF=2</proje tName><ar hiveHistory><elem><revision>1</revision><revisionA tion>
add</revisionA tion><numberConfigs>
829</numberConfigs><parti ipant><name>Chris Maynard</name><institution>
University of Edinburgh</institution></parti ipant><date>
2004-04-04T16:20:10Z</date>< omment>
This is the time of addition</ omment></elem></ar hiveHistory></management>

The <ar hiveHistory/> element an haveseveral revisions. <revision/> is array valued. An ensemble ould have on gurations
added to it, repla ed or even removed, if a
mistake has been found. So the allowed values of <revisionA tion> are an enumeration of{add,remove,repla e}. To dis over how manyon gurations are in an ensemble, it is relatively
easy to onstru t an XPath query to nd thenumber of revisions and then the number of ongurations for ea h revision.

2.5. Algorithm

Algorithmi metadata is split between the ensemble and on guration do uments, as it is possible, for instan e, to have di erent stopping requirements for the inverter a ross the ensemble.
The algorithmi metadata is in the form of un onstrained <name/> <value/> pairs. For example<algorithm><name>GHMC</name><glossary>www.ph.ed.a .uk/ukq d/# ommunity/GHMC.xml</glossary><referen e>
Phys.Rev.D65:054502,2002</referen e><exa t>true</exa t><parameters><name>stepSize</name><value>0.00625</value>8</parameters></algorithm>

It would be very diÆ ult to reate a hierar hial stru ture for algorithms, and espe ially difult to make su h hierar hy extensible. Again
there is a glossary do ument whi h ontains thefree text, or mathemati al de nition of the algorithm, and a referen e to a paper whi h des ribes
the algorithm. There is also the boolean valued
element <exa t/> whi h denotes whether or not
the algorithm is exa t.

2.6. Con guration XML

The on guration XML follows along similarlines. However, it is mu h shorter and so in priniple ould be dire tly output from the ode that
produ ed the on guration. Below is an example
on guration XML ID. Again we start with a setof namespa e de larations, whi h whilst the default namespa e for on guration is separate fromthat of the ensemble, it still follows the same pattern.
The management se tion is very similar to thatof the ensemble, however, there is an important
addition: there is a \zeroth" revision whi h is
generate. There is important metadata of when
the gauge on guration was generated, and notjust when it is submitted to the ILDG atalogue.
As noted above ILDG middleware will eventually reate the management part of the metadata
when it is added to the ILDG atalogue, but thishas yet to be written. The se ond important differen e between the ensemble and on guration
metadata is the < r Che kSum/> whi h an beused to verify the data has been opied orre tly.
<?xml version="1.0" en oding="UTF-8"?><gaugeConfiguration
xmlns="http://www.lq d.org/ildg/QCDml/# onfig1.1"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/#XMLS hema-instan e"
xsi:s hemaLo ation="http://#www.lq d.org/ildg/QCDml/ onfig1.1
www.ph.ed.a .uk/ukq d/ ommunity/#the_grid/QCDml1.1/QCDml1.1Config.xsd"><management><revisions>1</revisions>< r Che kSum>
2632843688</ r Che kSum><ar hiveHistory><elem><revision>0</revision><revisionA tion>
generate</revisionA tion><parti ipant><name>Chris Maynard</name><institution>
Edinburgh</institution></parti ipant><date>
1998-04-24T10:25:52Z</date></elem><elem><revision>1</revision><revisionA tion>
add</revisionA tion><parti ipant><name>Chris Maynard</name><institution>
University of Edinburgh</institution></parti ipant><date>
2002-04-24T10:25:52Z</date></elem></ar hiveHistory></management><implementation><ma hine><name>T3E-900</name><institution>
ep Edinburgh</institution><ma hineType>
Alpha pro essor</ma hineType></ma hine>< ode><name>

9
UKQCD FORTRAN</name><version>16.8.3.1</version><date>
1997-04-04T16:20:10Z</date></ ode></implementation><algorithm><parameters><name>targetResidue</name><value>1e-07</value></parameters></algorithm><pre ision>single</pre ision><markovStep><markovChainURI>www.lq d.org/#ildg/ukq d/ukq d1</markovChainURI><series>1</series><update>010170</update><avePlaquette>
0.53380336E+00</avePlaquette><dataLFN>
D52C202K3500U010170</dataLFN></markovStep></gaugeConfiguration>

The next element is <implementation/> whi hholds information su h as ode versions, and mahine version. Both of these entries are really only
important for bug tra king, but if ever a bug isfound then they are vital for tra king down thee e ted on gurations. This metadata se tion isbest written by the ode that generated the onguration, as it is quite easy for this metadata to
be ome lost.
The <algorithm/> element is the same as thatof the ensemble, e.g. a name value pair forea h algorithmi parameter that is spe i tothat on guration. The <pre ision/> element
is also algorithmi in nature. it is the pre isionin whi h the on guration was omputed, not in
whi h the data is stored. It is an enumerationof {single,double,mixed}, it is possible to havesome parts of gauge on guration generation ode
in single pre ision and some in double.

The nal segment markovStep is the most immediately useful. <markovChainURI/> is the URIof the Markov Chain to whi h this on guration
belongs. This links the ensemble and the onguration XML IDs together. <series/> and<update/> lo ate the on guration in the Markov
Chain. The average Plaquette is useful for he king that downloads, opies or data reads have all
worked orre tly, not least as this metadata isdata format independent. Finally <dataLFN/>
is the logi al lename of the data on the grid.
This links the metadata to the data. In QCDgrid(UKQCD's data grid) the data submission tool
reads this element from the metadata and thenuses this as the logi al le name.
This tutorial hopefully gives a avour of how tomark up gauge on gurations in QCDml1.1. The
ILDG website ontains more detailed do umentation on the s hema along with example XML IDs.
The website will be updated regularly as hanges
and extensions o ur, but this should still serve
as a guide.

3. FUTURE PROGRESSThe MDWG along with the middleware working group is a tively onsidering the issue of data
and le formats, but this is dis ussed elsewhere.
Completing the hierar hy tree for all ommonlyused a tions is another task to be nished. Gauge
on gurations are not the only data that ould
be shared by ILDG members, for instan e quark
propagators and hadron orrelator. The MDWG
is onsidering how to extend QCDml to su h data.

REFERENCES
1. http://www.lq d.org/ildg/tiki-index.php?
page=MetaData

2. A.C. Irving, R.D. Kenway, C.M. Maynard
and T. Yoshie, Nu l. Phys. B(Pro . Suppl.)
129 (2004) 159
3. http://www.lq d.org/ildg
4. http://www.w3.org/XML
5. http://www.w3.org/XML/S hema
6. http://www.w3.org/TR/xpath
7. http://www.w3.org/TR/xpath20/

9仕様ド キュメント

9.1 QCDml draft v4.0
9.2 QCDml Ensemble S hema
9.3 QCDml Ensemble S hema sample
9.4 QCDml Ensemble S hema do umentation
9.5 QCDml Con guration S hema
9.6 QCDml Con guration S hema sample
9.7 QCDml Con guration S hema do umentation
9.8 ILDG le format v1.1
9.9 Meta Data Catalog spe i ation

83

84

9.1 QCDml draft v4.0

85

QCDML: QCD Markup Language

draft ver-4.0 (July 8 2003)

ILDG, Metadata Working Group

1

Introdu tion

International Latti e Data Grid (ILDG) is a grid for sharing QCD on gurations worldwide. Following the a tion plan de ided at the rst workshop in
Edinburgh in De ember 2002, the metadata working group1 was organisedin mid-January 2003. This do ument summarises proposals of the working
group for 1) QCDML (QCD Markup Language) whi h is an XML s hema
for the ILDG, and 2) standard binary format for ex hanging on gurations.

2

QCDML

2.1 Overview
2.1.1 What is QCDML
Collaborations planning to submit QCD on gurations to the ILDG will
mark up information in an XML instan e do ument (ID) a ording to the
QCDML XML s hema for ea h on guration. The QCDML do uments will
be stored in databases. Resear hers an query these databases and obtain
information about the on gurations su h as simulation parameters. The
QCDML do ument in ludes a pointer to the a tual on guration, whi henables resear hers to retrieve on gurations using an ftp-like proto ol. In
the namespa e of ILDG ea h le has a name whi h identi es it and to whi hollaboration it belongs. This is known as the Logi al File Name (LFN).
It an be implemented as a Universal Resour e Indi ator (URI). Details of
the retrieval pro edure will be dis ussed and proposed by the middleware
working group of the ILDG proje t.

2.1.2 What is de ned in QCDMLA minimal set of XML elements is de ned whi h are ne essary for ex hanging on gurations. This in ludes information that resear hers would sear h
1

Current working group members are: Giuseppe Androni o (INFN), Paul Coddington(Adelaide), Robert Edwards (Je erson Lab.), Balint Joo (Edinburgh), Chris Maynard (Edinburgh), Dirk Pleiter (NIC/DESY), Jim Simone (FNAL), Tomoteru Yoshie (Tsukuba).

1

on and other information whi h is ne essary to understand what the on guration is. For example, fundamental parameters su h as the gauge oupling
are in luded, sin e these are dire tly related to physi s. Other run-timeparameters, like the random number seed are not needed to make measurements on a given gauge on guration, and hen e are not in luded.
QCDML is an XML s hema, and is thus extensible. Ea h ollaboration
an extend QCDML for their own purposes. For example, one may want tore ord the ompiler name and the ompile options of a program to generate
the on guration. These elements are not in luded in the QCDML, be ause
there would be little ommonality between ollaborations and in general
this would not be information used in a sear h of available on gurations.
However, su h information may be useful in reprodu ing the on guration,and so may be re orded in an extension to QCDML.
QCDML itself may be extended to over other latti e data besides gauge
on gurations in the future, but that is beyond the s ope of the original
proje t. However, the design of the s hema is su h that it an be easily
extended to other latti e data.

2.1.3 QCDML design strategy
An important design goal of QCDML is to provide a unique des ription of information re orded in the QCDML XML ID. Standards of notation and terminology are required to implement this. For example, suppose that an ensemble of quen hed QCD on gurations is generated with Wilson's plaquettea tion. The name of the a tion may be re orded as plaquette a tion, or wilson a tion. A query is issued with the name plaquette a tion, would not beable to retrieve on gurations with the a tion re orded as wilson a tion.
In QCDML, uniqueness is ensured by using Obje t Oriented (OO) ideas,of abstra t obje t and inheritan e. In the general s hema an abstra t element general a tion de nes the properties of a tions, but annot o ur inan XML ID. A spe i a tion is then substituted for the abstra t a tion in
the s hema. This spe i a tion inherits the properties of the general a tion
whi h an then be extended or restri ted. This ensures that the a tion andthe name of the a tion is unique.
In XML s hema, elements, that is XML tags, have OO fun tionality
whereas attributes, properties of the XML tags, do not. In general thismeans that there is nothing that an be done with attributes, that annot
be a hieved with elements, but this is not true the other way around. Thereis no hard and fast rule for when an element should be used, or an attribute
instead. In QCDML will use elements in general, and only use attributes
2and values of elements if there is a spe i reason for a parti ular datum.
Returning to the example of gauge a tions, QCDML will use<plaquette_gauge_a tion>

instead of<a tion name="plaquette_gauge">or<a tion>plaquette_gauge</a tion>

Another feature of XML s hema is that it is modular. This means thatthe main s hema ontains the general stru ture and abstra t elements. Substitution elements that des ribe spe i instan es of the abstra t elements
are ontained in a separate module and are embedded in the main s hemawith the in lude instru tion. QCDML will omprise of the main s hema andmodules with substitution elements for the more ommon a tions. For example, <plaquette_gauge_a tion>, would have the following XML hunkin an ID.
<plaquette_gauge_a tion><plaquette_operator><field>link_gluon</field>< oupling><beta>5.2</beta></ oupling></plaquette_operator><plaquette_gauge_a tion>(See se . 2.3.4 for details.) When we markup on gurations generated withthe plaquette a tion, we in lude the module and hange the value of <beta>
We propose to use modules for des ribing a tion and elds.
QCDML should be onsistent with general usage, and riti ally, extensibility to data other than gauge on gurations su h as hadron orrelators.
This is not to say that the s hema overs other data, but rather the stru ture
is suÆ iently general that further extension is qui k and easy.

32.1.4 QCDML Glossary
Although XML is exible and powerful to markup stru tured information,
XML does not allow us to de ne mathemati s, su h as the a tion. QCDML
will use the OO features of XML s hema to de ne the general stru ture andunique names. We propose to prepare a glossary of de nitions for the unique
names that appear in the substitution modules of the a tion and the elds
and put them on the ILDG web page.

2.2 Stru ture of QCDML
We propose the following stru ture of QCDML. The following is pseudoXML, i.e. it annot be validated, but demonstrates the general stru ture.
A graphi al representation of the s hema is shown in gure 1 generated by
the software pa kage XMLspy.
<?xml version="1.0" en oding="UTF-8"?><gauge_ onfiguration><management></management><implementation></implementation><markov_step><markov_ hain><physi s></physi s><algorithm></algorithm><pre ision></pre ision></markov_ hain><series> </series><updates> </updates><pointers></pointers></markov_step>4

</gauge_ onfiguration>

In the <management> se tion, we des ribe information ne essary to manage the QCDML ID and on guration itself. The <implementation> se tion des ribes ma hine and simulation ode information. <markov_step>in ludes information for ea h on guration. It is subdivided into that whi h
is general to the ensemble and that for a parti ular on guration. The rst
one ontains physi s, algorithm and pre ision of simulation and is des ribedin <markov_ hain>. It an be repla ed with a URI rather than repeat the information for ea h on guration. Elements for a parti ular on guration arepla ed just under the markov_step se tion. They are <series>, <updates>and <pointers>. The details of ea h se tion are explained in the subsequenttext.

2.3 The physi s se tion
The physi s se tion des ribes latti e gluon and quark elds and boundary
onditions of them, a tion and oupling parameters in the a tion, and latti esize. This se tion is a part of markov_step/markov_ hain part. Physi spart is ompli ated, be ause it has ri h stru ture.

2.3.1 Latti e size
The latti e size is ommon to both gluon and quarks, and is independent
from our hoi e of latti e a tions. Therefore we des ribe it independently
from other parts. Although latti e QCD is de ned on a four-dimensional
hyper- ubi latti e, we design this part so that extension to other dimensionality is easy. We also allow axes to have di erent names. In general
the spatial axis would be X,Y, and Z. A fourth dimension would be T (forTime) or Temp for Temperature.
It would be natural to think of ordering this information as a one dimensional array, but there is no provision for arrays in XML s hema. However,as we intend to use BinX (Binary des ription XML - see se . 3.4) for des ribing the le format, we propose to adopt the dataBinX format for arrays.
What follows is a pseudo-XML hunk for the size of a latti e.
<size><fixedArray><dim><stru t><length>16</length>5

Figure 1: A graphi al representation of the XML s hema
6

<name>X</name></stru t></dim><dim><stru t><length>16</length><name>Y</name></stru t></dim><dim><stru t><length>16</length><name>Z</name></dim><dim><stru t><length>32</length><name>T</name></stru t></dim></fixedArray></size>There are several points to be explained here. We adopt the dataBinX
onventions as it is possible for sli es of arrays to be extra ted from binary
les and displayed in an XML ID in this format. This will be useful for
marking up hadron orrelators in the future. The elements <fixedArray>denotes that what follows is an array of xed size. The number of membersof the array is obtained by ounting the repetitions of <dim> element. <dim>is the dataBinX element for en losing an array member. Multidimensional
arrays are nested. <stru t> is dataBinX onstru tion for omplex datatypes, in this ase an integer and a string.
Note that this array stru ture qui kly be omes rather verbose as thenumber of dimensions of the array in reases, but arrays are not a natural
onstru tion for a hierar hi al language su h as XML, whi h is presumably
why they do not feature in W3C XML s hema.
We also note for the domain wall quark a tion that the length of the(unphysi al) extra-dimension should be re orded as a parameter in the quarka tion. The gluoni part of the a tion is de ned on a four dimensional latti e.
7

2.3.2 Fields
The latti e gluon and quark elds are ideally independent from our hoi eof latti e a tions. For example, the Wilson-type quarks are used in thestandard Wilson quark a tion and lover quark a tion, and the gluon linkvariable is ommon for the plaquette a tion and improved gluon a tions.
We therefore des ribe the elds independently from the latti e a tions.
Boundary onditions, whi h are properties asso iated with the elds, arealso des ribed in this se tion. For example, a hunk of pseudo-XML would
look like:<fields><link_gluon><fixedArray><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >periodi </b ></dim></fixedArray></link_gluon><wilson_quark><norm>sqrt_2_kappa</norm><fixedArray><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >periodi </b ></dim><dim>8

<b >antiperiodi </b ></dim></fixedArray></wilson_quark></fields><norm> in the <wilson_quark> is the normalisation of quark elds. Notethat we will prepare modules for ea h type of quark/gluon elds.

2.3.3 The a tion and stru ture
The mathemati al de nition of what ea h a tion name means in the ILDG
namespa e is written in the glossary. This being so, it may be suÆ ient
to list oupling name and value pairs in QCDML. However, we propose to
keep more stru ture of the a tion in the QCDML, as this will enable more
exible sear hes on metadata. For example, suppose one wanted to sear hfor on gurations that have improved glue. By keeping more stru ture, asear h an be made for a tions that have the plaquette and at least one otheroperator, rather than having list all the names of improved a tions. Thishoi e also makes the stru ture of the a tion be more apparent from QCDML
IDs. Finally, keeping some stru ture in the de nition of a tion will allow
QCDML to be extended to hadron orrelators in the future, without having
to re-write the s hema in su h a way that QCDML gauge on guration
do uments have to be re-written.
The a tion is divided into of a gluon part and a quark part, ea h ofwhi h is a sum of operators, whi h in turn onsist of elds and oupling
parameters. The stru ture looks likegluon/quark a tion -> operators -> field-1, field-2-> oupling-1, oupling-2

The a tion is divided into a pure gluoni part and a quark part in ludingintera tion with gluons: the QCD a tion is always written in the form
SQCD = Sg + D :(1)

We will prepare \modules" for spe i gluon a tions and quark a tions separately. Then the stru ture of the a tion part of the QCDML is<a tion><gluon>.....

9</gluon><quark>.....
</quark></a tion>

2.3.4 The gluon a tion
The gluon part of the a tion in ludes gluon operators and ouplings asso iated with the operators. Wilson's plaquette gauge a tion would look like<gluon><plaquette_gauge_a tion><plaquette_operator><field>link_gluon</field>< oupling><beta>5.2</beta></ oupling></plaquette_operator><plaquette_gauge_a tion></gluon>The gluon eld link_gluon de ned in elds/gluon se tion is used for <field>
element in the <plaquette_operator>.
In the general s hema the <a tion>, <operator>, <field> and < oupling>
are all abstra t elements for whi h spe i elements su h as <plaquette_gauge_a tion>
are substituted. The spe i instan es of these elements for ea h a tion will
be de ned in modules.
It is more diÆ ult to des ribe improved gluoni a tions systemati ally
be ause many of the improved a tions that have been proposed and used insimulations, often have similar mathemati al stru ture, but in prin iple are
di erent. Consider an improved gauge a tion in luding terms up to six link
loops. A lot of improved a tions belong to this ategory, su h as Symanzik's
improved a tion and its tadpole improved version, Wilson's renormalisationgroup (RG) improved a tion, Iwasaki's RG improved a tion, and DBW2
a tion.
Instead of grouping them all into one ategory of improved six link a tion,
we lassify them based on physi s idea resulting in the improved a tion.
This strategy is taken, be ause resear hers then an easily sear h on gurations generated with the parti ular a tion. Namely, we prepare modules for<symanzik_gluon_a tion>,<wilson_RG_gluon_a tion>, <iwasaki_RG_gluon_a tion>,10et . CoeÆ ients are often modi ed using independent physi s ideas su h as
tadpole improvement. An extra element is required to spe ify this idea.
For example, we markup a tadpole improved symanzik a tion as follows.
<gluon><symanzik_gluon_a tion>< oupling><beta>6.8</beta></ oupling><plaquette_operator><field>link_gluon</field>< oupling>< 0>1.66667< 0></ oupling></plaquette_operator><re tangular_loop_operator><field>link_gluon</field>< oupling>< 1>-0.10994</ 1><determination>tadpole</determination></ oupling></re tangular_loop_operator></symanzik_gluon_a tion></gluon>The oupling < 1> has an additional element whi h identi es its determination. The value of <determination> ould be NP, tadpole, et . What
NP and tadpole et mean an be listed in the glossary, with a referen e to apaper if ne essary. We believe that this is a better idea than listing up only
parameter name and value pairs.

2.3.5 The quark a tion
The most important information in the quark a tion se tion is the numberof dynami al quarks. This is a separate element.
For quen hed QCD on gurations, the mark up would be<quark><n_sea_quarks>0</n_sea_quarks></quark>

11

For full QCD, we have to onsider the ase where we use di erent quarka tion for di erent avors. For example, for Nf=4 QCD, one may want to
use the domain wall a tion for the u,d,s quarks be ause hiral symmetry
is important, while one uses the lover quark a tion for the quark. For
Nf=2+1 (mu = md 6= ms) QCD with lover quarks, the (; sw ) pair are thesame for the u and d quarks, while it is in general di erent for the s quark.
We lassify avors into a group if the a tion and oupling parameters
are the same with ea h other, and mark up for ea h group. For example,
we mark up for Nf=2+1 avor QCD as<quark><n_sea_quarks>3</n_sea_quarks><sw_quark_a tion><n_quarks>2</n_quarks><wilson_fermi_operator><field>link_gluon</field><field>wilson_quark</field>< oupling><kappa>0.1350</kappa></ oupling></wilson_fermi_operator><sw_fermi_operator><field>link_gluon</field><field>wilson_quark</field>< oupling>< _sw>2.02</ _sw>
<determination>NP</determination></ oupling></sw_fermi_operator></sw_quark_a tion><sw_quark_a tion><n_quarks>1</n_quarks><wilson_fermi_operator><field>link_gluon</field><field>wilson_quark</field>< oupling><kappa>0.1340</kappa></ oupling></wilson_fermi_operator><sw_fermi_operator>

12

<field>link_gluon</field><field>wilson_quark</field>< oupling>< _sw>2.02</ _sw>
<determination>NP</determination></ oupling></sw_fermi_operator></sw_quark_a tion></quark>

The rst <sw_quark_a tion> se tion des ribes degenerate quarks (<n_quarks>2</n_quarks>)
and the se ond is for the heavier avour (<n_quarks>1</n_quarks>). The
sum of values of <n_quarks> must be equal to the value of <n_sea_quarks>.
The equality should be guaranteed by ontributor of on gurations. The
repetition of <sw_quark_a tion> is required for this ase, but this makes
lear the asso iation of the various a tion pie es.
In XML there is no me hanism to link <n_sea_quarks> information to
the number of repetitions of another element, i.e. the number of times
the mass parameter (kappa, or mass et ) o urs in the do ument. The
number of dynami al quarks ould be determined by ounting the mass
parameters in the quark se tion, but there ould be other operators su h
as improvement operators, whi h should not be ounted. Unless the mass
parameters are labelled as su h (possibly with an attribute) it will be diÆ ult
to distinguish whi h ouplings should be ounted. The problem would be
worse for staggered quarks, where the number of mass parameters does
not orrespond to the number of dynami al avours. The <n_sea_quarks>
element is a pra ti al solution.
For Nf=2 QCD with mu = md , we drop the se ond part and mark up as<quark><n_sea_quarks>2</n_sea_quarks><sw_quark_a tion><n_quarks>2</n_quarks><wilson_fermi_operator><field>link_gluon</field><field>wilson_quark</field>< oupling><kappa>0.1350<kappa></ oupling></wilson_fermi_operator><sw_fermi_operator>

13

<field>link_gluon</field><field>wilson_quark</field>< oupling>< _sw>2.02</ _sw>
<determination>NP</determination></ oupling></sw_fermi_operator></sw_quark_a tion></quark>

QCDML will have some onventions of naming oupling onstants in ana tion. For example, we use \kappa" for the mass parameter in the Wilson'squark a tion. Having unique names is important, be ause if ea h group uses
di erent naming su h as \kappa" and \K", we will have some diÆ ulty insear hing on guration using the ondition kappa(=K)=0.1350. In order toavoid this, the metadata working group will propose \standard" naming ofouplings, and use it to prepare a module for ea h a tion.

2.4 Algorithm Part
A hierar hi al des ription of all QCD algorithms may be desirable, but it
is less riti al than the hierar hi al des ription of the a tion. However,some information is required in QCDML. Moreover, be ause there are many
variants of similar algorithms, it is quite diÆ ult to des ribe an algorithm
pre isely. Even for a parti ular algorithm, there are a lot of parameters
ranging from important ones (e.g. mole ular dynami s step size of hybrid
monte arlo) to less important ones (e.g. onvergen e riterion of solvers).
With this situation, we take a slightly di erent strategy for the algorithm
part than for others. Namely, we propose to devolve responsiblity for thedes ription of the algorithm to the ollaborations. This is realized by using
elements in a \ ollaboration namespa e", whi h is explained below.
A sample QCDML do ument for this part looks like:<algorithm><name> polynomial-hybrid-monte- arlo </name><referen e> PRD ... </referen e><exa t>true</exa t><parameters><groupA:delta_tau> 0.01 </groupA:delta_tau><groupA:number_of_MD_steps> 100 </groupA:number_of_MD_steps><groupA:unit_traje tory> 1 </groupA:unit_traje tory>

14

<groupA:polynomial_order><groupA:s_quark> 80 </groupA:s_quark></groupA:polynomial_order><parameters></algorithm>

In this part, QCDML de nes only four elements <name>, <referen e>,<exa t> and <parameters>. The <exa t> element shows whether the algorithm is exa t (true) or not (false). If the algorithm is already des ribedby a paper, the <referen e> quotes the paper as shown above. If not, theworking group asks the ontributor to write a glossary do ument for thedetails of the algorithm and information on the parameter names, and to
put it on the ILDG webpage. For the latter ase, <referen e> looks like<referen e> http://www.lq d.org/ildg/algorithm/
a-new-alg.htm</referen e>

Parameters of the algorithm are des ribed in <parameters> se tion.
Elements in this se tion depend on ollaborations. The pre x \groupA:"
is the XML namespa e pre x in the above example. This means that<groupA:delta_tau> an have a di erent meaning to <groupB:delta_tau>.
Rather than try and enfor e standard terminology and unique names where
none exist, this exibilty allows di erent ollaborations to ontinue to use
their own terminology. The parameters that are to be listed depends on
the algorithms and the ontributor. Whilst this approa h is not without its
drawba ks it is a very pra ti al solution. The working group proposes tolist at least basi and important parameters. When the glossary has been
prepared by a ontributor, the QCDML ID in ludes the XML elements a ordingly. If the algorithm is already published as a paper, ontributors are
asked to use elements whose meaning is apparent without explanation.

2.5 The pre ision se tion
The <pre ision> element in the <markov_ hain> se tion indi ates whether
the simulation is arried out in \single" or \double" pre ision. If parts of
the al ulations are arried out in single and other parts in double pre ision
the value \mixed" should be used. This element may be of interest for thoseresear hers who, for instan e require that hybrid monte arlo simulations
should be performed in double pre ision and want to ex lude on gurations
whi h have not entirely be generated that way.
A sample of this part is<pre ision>double</pre ision>15

2.6 series part and updates partIn the markov step part, there are two important elements <series> and<updates>. The latter spe i es traje tory or sweep number in a series ofthe Markov hain. We may exe ute simulations in parallel with the same
parameter set. Therefore, only the <updates> tag is not suÆ ient to identify
the on guration. The <series> tag distinguishes di erent runs.
A sample of these part is<series> A </series><updates> 0880 </updates>

2.7 Pointers Part
Tags in the pointers part in the markov step se tion show where you an nd
the on guration, and how you translate the binary format (see also Se . 3).
This part depends on proposals by the middleware working group on how
we manage and transfer on gurations. Our urrent proposal is shown by asample<pointers><LFN>srm://xxx.foo.bar.edu:/NF3/RC16x32.b1.90_ sw1.715_kud0.1355_ks0.1354-A/0880.DIME </LFN>< _library> ftp://zzz.foo.bar.edu/NF3/
Translation/ToSTDConf. </ _library></pointers>

2.8 Implementation Part
Implementation part onsists of ma hine and ode parts. A primary purposeof elements in this part is to fa ilitate ba ktra king problems whi h o urred
during data produ tion and whi h have only been dete ted later.
For various reasons it is hard (or even impossible) to des ribe all mahines used for latti e gauge theory al ulations with only a few parameters:
1. A \ma hine" might not be a well-de ned entity ( onsider PC-farms).
2. It is possibly subje t to relatively frequent hanges.
3. It might be built from heterogeneous omponents (this an even be
the ase for a Cray/T3E).

16

We therefore on entrate on information that would allow the person,
who submitted a parti ular on guration, to identify the ma hine used togenerate that on guration. This ould be a hieved by providing information shown by the following sample.
<ma hine><name> ap </name><institution> Bar Physi s Center </institution><type> Alpha PC Cluster </type>< omment> PU32 partition (optional) </ omment></ma hine>

The <type> element shows ma hine hardware type, su h as Hita hi SR8000,
QCDOC, apeNEXT, PC- luster. The optional < omment> tag is used to give
supplementary information su h as the used partition.
Detail of simulation ode will also not be ne essary, be ause it will be
used for ba ktra king by a ontributor of the on guration. We propose to
use the following;< ode><name> PHMC_HMC </name><version> ver5.41-SR_21.0 </version><date> 2003-03-01 </date></ ode>2.9 Management Part
The management part of the QCDML plays two important roles. One isfor tra eability and validation of the on guration. The other is to give themost important information of the \ ollaboration" name and the \proje t
name"
The elements belonging to the se ond ategory are shown by an example< ollaboration> ABC Collaboration </ ollaboration><proje t> Nf=2+1 full QCD with RG and NP sw </proje t><referen e> hep-lat/0000000 (optional) </referen e>

When resear hers in the latti e QCD ommunity wish to obtain a ess
to on gurations, they may well know who generated the on gurations(< ollaboration>) and why or how the on gurations were generated (<proje t>).
They probably have read a paper (<referen e>) and are interested in using
these on gurations. Therefore these elements are most frequently sear hed
17

for. (Resear hers do not have to remember ollaboration name and proje t
name. User interfa e of the sear h engine an be designed in a way to show
a list of ollaboration names rst, then proje t names of the ollaboration.)
The optional referen e is used to provide resear hers with information
whi h is not suitable to be re orded in the QCDML. For example, suppose that one generates on gurations by the hybrid Monte Carlo, store
them ea h 10 traje tory, and put them all to the ILDG. These on gurations may not be well de orrelated. One may be interested in expe ted
auto- orrelation-time so that one wants to retrieve only un orrelated ongurations. Su h information is not suitable to be re orded in the QCDML
do ument, be ause it is information for a set of on gurations. Moreover,auto- orrelation depends on physi al quantities. In QCDML, we do notin lude details of simulation su h as a onvergen e riterion of quark propagator solver. Resear hers an get su h information from the referen e.
Therefore, we strongly re ommend that a referen e is quoted. The ontributor doesn't have to list all referen es. One or two basi referen es aresuÆ ient.
The rest of tags in this part of the QCDML is for tra eability. For any
on guration provided in ILDG, it should be possible to tra e its history
and the persons involved in generating and handling of the data. We should
foresee the possible ase where a on guration or other data provided in
ILDG turn out to be orrupted (e.g. due to hardware defe ts on the ma hineused for the simulation or program bugs). In these ases on gurations will
have to be repla ed or withdrawn, that might already have been used byothers.
Thus our aim is to be able to tra e the generation of any on guration, its
submission to ILDG and all possible later hanges. Ea h of these operations
an be des ribed the following triplet of information:
1. What kind of operation (generation, submission, hange, withdrawal)?
2. Who exe uted this operation (name, institution)?
3. When was this operation exe uted?
A sample QCDML do ument looks like<a tion type="insert"><a tor><name> A. Foo </name><institution> Bar Physi s Center </institution>18

</a tor><date> 2003-04-09 </date>< omment> First submission (optional) </ omment></a tion>

Values of <a tion> tags are one of \generate" to indi ate generation of
on guration (this is optional), \insert" to indi ate submission of on guration (required), \update" to repla e the on guration (required whenappropriate) and \withdraw" to remove the on guration from the ILDG
(required when appropriate). When a ontributor hanges the on guration,<a tion> part has to be added without removing prede essors of <a tion>
part. Note that we use attribute for the a tion type.
In order to maintain the version number of the QCDML do ument, we
use <revision> tag. Starting from 1 (one), we add one to the value of thistag when the do ument is hanged. For example,<revision> 2 </revision>means that the do ument is hanged on e. QCDML do uments will be
stored in several databases. The <revision> tag might be used to keep
onsisten y among databases.
The last element in this se tion < r 32> is a he ksum of the on guration al ulated by the 32-bit y li redundan y ode (CRC) algorithm. The
CRC we use is de ned by the sum of the expressions
sum = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10+ x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x1 + x0 ;(2)

over bytes x of the on guration le and trun ating it to a 32-bit value.
We are planning to distribute on gurations in DIME en apsulated leof on guration itself and the orresponding QCDML do uments. We also
allow to use di erent binary format of on gurations group by group. (SeeSe .3 for details.) The he ksum is al ulated for the on guration part of
the DIME le. We do not use he ksums for QCDML do ument parts of
the DIME le2.
2

One may think that a he ksum for the DIME le should be al ulated, be ause the
DIME le is distributed via the ILDG. However the he ksum for the DIME le an be
al ulated only after we pa k a on guration and orresponding QCDML ID's and thehe ksum should then be stored the (en apsulated) QCDML ID. We do not know how
to do that: The situation is \a an opener in a an". The same reason disables us toal ulate and re ord the he ksum of the QCDML ID.

19

2.10 Sample QCDML do ument
Here we show a sample of a omplete QCDML do ument. This example istaken from \Nf=2+1 full QCD simulation with a DBW2 gauge a tion andnon-perturbatively improved lover quark a tion, and with a polynomial
hybrid monte arlo algorithm".
<?xml version="1.0" en oding="UTF-8"?><gauge_ onfiguration><management><revision> 2 </revision>< r 32> 2032724658 </ r 32>< ollaboration> ABC Collaboration </ ollaboration><proje t> Nf=2+1 full QCD with RG and NP sw </proje t><referen e> hep-lat/0000000 (optional) </referen e><a tion type="generate"><a tor><name> A. Foo </name><institution> Bar Physi s Center </institution></a tor><date> 2003-04-08 </date>< omment> Test onfiguration generated </ omment></a tion><a tion type="insert"><a tor><name> A. Foo </name><institution> Bar Physi s Center </institution></a tor><date> 2003-04-09 </date>< omment> First submission (optional) </ omment></a tion><a tion type="update"><a tor><name> A. Foo </name><institution> Bar Physi s Center </institution></a tor><date> 2003-04-10 </date>< omment> Repla ed ' ause file was broken (optional) </ omment></a tion></management>20

<implementation><ma hine><name> ap </name><institution> Bar Physi s Center </institution><type> Alpha PC Cluster </type>< omment> PU32 partition (optional) </ omment></ma hine>< ode><name> PHMC_HMC </name><version> ver5.41-SR_21.0 </version><date> 2003-03-01 </date></ ode></implementation><markov_step><markov_ hain><physi s><size><fixedArray><dim><stru t><length>16</length><name>X</name></stru t></dim><dim><stru t><length>16</length><name>Y</name></stru t></dim><dim><stru t><length>16</length><name>Z</name></stru t></dim>

21

<dim><stru t><length>32</length><name>T</name></stru t></dim><fixedArray></size><fields><link_gluon><fixedArray><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >periodi </b ></dim></fixedArray></link_gluon><wilson_quark><norm>sqrt_2_kappa</norm><fixedArray><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >periodi </b ></dim><dim><b >antiperiodi </b ></dim>

22

</fixedArray></wilson_quark></fields><a tion><gluon><DBW2_gluon_a tion>< oupling><beta>1.9<beta></ oupling><plaquette_operator><field>link_gluon</field>< oupling>< 0>12.25488</ 0></ oupling></plaquette_operator><re tangular_loop_operator><field>link_gluon</field>< oupling>< 1>-1.40686</ 1></ oupling></re tangular_loop_operator></DBW2_gluon_a tion></gluon><quark><n_sea_quarks>3</n_sea_quarks><sw_quark_a tion><n_quarks>2</n_quarks><wilson_fermi_operator><field>link_gluon</field><field>wilson_quark</field>< oupling><kappa>0.1350</kappa></ oupling></wilson_fermi_operator><sw_fermi_operator><field>link_gluon</field><field>wilson_quark</field>< oupling>23

< _sw>2.02</ _sw>
<determination>NP</determination></ oupling></sw_fermi_operator></sw_quark_a tion><sw_quark_a tion><n_quarks>1</n_quarks><wilson_fermi_operator><field>link_gluon</field><field>wilson_quark</field>< oupling><kappa>0.1340</kappa></ oupling></wilson_fermi_operator><sw_fermi_operator><field>link_gluon</field><field>wilson_quark</field>< oupling>< _sw>2.02</ _sw>
<determination>NP</determination></ oupling></sw_fermi_operator></sw_quark_a tion></quark></a tion></physi s><algorithm><name> polynomial-hybrid-monte- arlo </name><referen e> PRD ... </referen e><exa t>true</exa t><parameters><groupA:delta_tau> 0.01 </groupA:delta_tau><groupA:number_of_MD_steps> 100 </groupA:number_of_MD_steps><groupA:unit_traje tory> 1 </groupA:unit_traje tory><groupA:polynomial_order><groupA:s_quark> 80 </groupA:s_quark></groupA:polynomial_order>24

<parameters></algorithm><pre ision>double</pre ision></markov_ hain><series> A </series><updates> 0880 </updates><pointers><LFN>srm://xxx.foo.bar.edu:/NF3/RC16x32.b1.90_ sw1.715_kud0.1355_ks0.1354-A/0880.DIME </LFN< _library> ftp://zzz.foo.bar.edu/NF3/
Translation/ToSTDConf. </ _library></pointers></markov_step></gauge_ onfiguration>

3Standard Binary Format

3.1 Strategy
The \standard format" of QCD on guration is an abstra t format for exhanging QCD on gurations. Several ollaborations have already ar hived
a lot of on gurations with di erent formats. Ea h format is usually hosen
for onvenien e. Collaborations may well want to ontinue to use their own
format. It is not realisti to onvert huge amount of data to some spe iformat; otherwise ea h site may have to store on gurations in their own
format and in the \standard format".
The metadata working group regulates the standard format as a referen eformat and proposes two methods to onvert a on guration in one format
to the one in the standard format via C-library (see Se . 3.3), and from one
format to the other using BinX te hnology (see Se . 3.4).

25

3.2 Standard format of QCD on guration
A gauge on guration is a set of SU(3) matri es assigned to the links ofa four dimensional hyper ube. If x(n) is a value of a quark eld at siten = (n1 ; n2 ; n3 ; n4 ),xy(n)U (n)x(n + ^) 

X [x (n)℄ [U (n)℄ [x(n + ^)℄3yi;j =1

i



ij

j

(3)

is gauge invariant.
Standard format of a QCD on guration is a sequen e of 8-byte double
pre ision real numbers oded in 64-bit IEEE numeri al format. The endianess is xed to big. A sample routine hanging little into big endian isprovided in se tion 3.6.
The order of data is spe i ed by the C statement
double U[t℄[z℄[y℄[x℄[mu℄[i℄[j℄[ri℄ ;in U[NT℄[NZ℄[NY℄[NX℄[4℄[2℄[3℄[2℄

The last index [ri℄ refers to real(ri=0)/imaginary(ri=1) part of the omplex
number, [i℄[j℄ orresponds to the de nition above, and mu=1,2,3,4 refer tox, y, z , and t dire tions respe tively. We store only the rst 2 rows of the
3x3 matrix. The third row an be al ulated from the unitarity ondition.
The format is equivalent to the fortran-77 notation
omplex*16 U(3,2,4,NX,NY,NZ,NT)

To put the format on retely,
1. 2x3 matrix data are stored in the following order:
Re U11 , Im U11 , U12 , U13 , U21 , U22 , U23(We subtra t 1 from indi es in a tual C-program.)
2. Data at the link in  = 1 dire tion appear rst, then  = 2, 3 and 4
follow. (We subtra t 1 from indi es in a tual C-program.)
3. Spa e-time dire tion x moves faster, followed by y, z , t dire tions.
(In a tual C-program, x runs from 0 to NX-1. Other dire tions are
similar.)
Note that ea h on guration le transferred from ILDG may have otherheader information su h as group name, ID, he ksums and simulation parameters. The \Standard format\ does not regulate su h information, beause the header information is di erent from group to group (some groups
may not have in luded any information in the binary le). Instead we propose a method to supply su h information. See Se . 3.5.
26

3.3 C interfa e to the standard format
Ea h ollaboration planning to donate on gurations to the ILDG is asked
to provide a small C library to read on gurations in the standard format.
The library onsists of a single routine \ILDG read onf":
void ILDG_read_ onf(file, NX,ix0,ix1,
NY,iy0,iy1,
NZ,iz0,iz1,
NT,it0,it1,
onfig)
har* file ;int NX,NY,NZ,NT ;int ix0,ix1,iy0,iy1,iz0,iz1,it0,it1 ;double* onfig ;{int my_data_is_big = 1 ;/* it is hard oded, =0 if my data is little *//* open file *//* read onfig */if (big_endian() != my_data_is_big) byte_swap(...) ;/* set onfig */}/* lose file */This routine is used to read link variables in a hyper ubi region (ix0{ix1)*(iy0{iy1)*(iz0{iz1)*(it0{it1). In this example we assumed the on guration was stored using big endian numbers, i.e. byte swapping is required
when this routine is alled on a ma hine where the endianess is little.
As an example, alling this routine asmain(){
int NX=8,NY=8,NZ=8,NT=16 ;double U[8℄[4℄[4℄[4℄[4℄[2℄[3℄[2℄ ;27

ILDG_read_ onf("test-file", NX,0,3,
NY,4,7,
NZ,4,7,
NT,0,15,
U)}

reads link variables in the region (0-3)*(4-7)*(4-7)*(0-15) of the whole latti e(0-7)*(0-7)*(0-7)*(0-15) and stores them in the array U[8℄[4℄[4℄[4℄[4℄[2℄[3℄[2℄.
Note that for an array A[N℄ in C, the index runs from 0 to N-1.
We note that the endian refers to the endianness of the ma hine reading a
on guration. If the endian whi h a ontributer use is di erent from the user
request, onversion of endian should be arried out in the C library. Therefore ea h ontributor has to write an endian onversion routine. In otherwords, onversion program is provided by a ontributor (a sample program
will be given by the working group), while the onversion is performed in auser side3.
The pointer to the C library is stored in < _library> element of the<pointers> se tion of the QCDML ID, as explained in se . 2.7.
Resear hers who want to use the on guration may have to write a shortprogram to onvert the on guration in the standard format to their own
favorite format, if ne essary.
A possible drawba k of the C interfa e above is that the onversion
program requires huge memory of order of on guration size to twi e theon guration size, e.g.  350MB to 700MB for a 243  48 latti e. Thisissue may ause a memory bottlene k, but annot be avoided if one wants
to onvert data between two arbitrary formats. Extension of the C interfa e
may be ne essary for parallel omputers onstru ted with nodes with small
memory. However, we propose the C interfa e above, be ause it is simple
and expe ted size of full QCD on gurations publi to the ILDG will besmaller than 323  Nt for forth oming several years, whi h an be handled
by high-end PC with memory of  2 GBytes.

3.4 BinX des ription of the format
BinX is an XML s hema to des ribe the format of binary le and has beendeveloped re ently by the edikt proje t (e-s ien e Data information and
3This strategy is taken, be ause 1) we think that ontributors in general have moreexperien e on omputers than users, and 2) users do not have to know how to onvert
endianness. However, user or user program has to know/identify the endianness of thema hine reading a on guration.

28

knowledge transfer - www.edikt.org). A rst prototype version of this software to onvert one binary format to the other be ame available in May,
2003. The metadata working group has de ided to employ this te hnology
to des ribe binary formats of QCD on gurations, whi h enables us to onvert formats without referring the standard format. A further development,
known as dataBinX, is a s hema for marking up data in an XML do ument. This may well be useful in the future when onsidering other datasu h as hadron orrelators. dataBinX has an array type. QCDML adopts
the onvention used in dataBinX for marking up arrays.
There are essentially two threads to BinX. The rst is an XML s hema
for des ribing binary data. This s hema has been ompleted and is partof the version one release. The se ond thread is a ++ library whi h runs
on top of the Xer es library. The BinX library has various methods whi hallows one to read in les des ribed by a BinX XML ID and then the data
an be manipulated. In this rst version it is not possible to ontrol thismanipulation with a BinX XML ID for the output, but the BinX library
makes these manipulations rather easy. The BinX library will also write out
a BinX XML ID for the new ordering of the data.
BinX has a number of \primative" data types de ned, su h as <Float-32>
whi h is self des ribing. In addition, more ompli ated data stru tures an
be de ned in an XML ID and then the BinX library an manipulate them.
This is a very useful on ept for QCD data. A omplex data type an bede ned, and from that the SU (3) matri es, de ned as 3  3, 2  3 or 3  2arrays. QCD on gurations are then just ve dimensional (X; Y; X; T; )
arrays of these matri es.
The BinX library an be used to onstru t various operations on thedata, su h as

 double $ single pre ision
 byte swapping i.e big $ little endian f2  3; 3  2g $ 3  3 matrix operations
 Change the order of X; Y; Z; T; 
 Combine timesli ed les, split single les.
This set of operations allows the onversion from one ollaborations data
format to another.
Ea h ollaboration donating on gurations to the ILDG will need to
des ribe their own format in a BinX XML ID. The metadata working group29

will provide examples of transformation operations for the above operations,as well as some standard transformations su h as byte swap or ombine
timesli ed les.
The BinX des ription of the standard format is<binx xmlns="http://www.edikt.org/binx/2003/06/binx"><definitions><defineType typeName=" omplexDouble"><stru t><Double-64 varName="Real"/><Double-64 varName="Imaginary"/></stru t></defineType><defineType typeName="matrix2x3"><arrayFixed><useType typeName=" omplexDouble"/><dim name="row" indexTo="1"><dim name=" olumn" indexTo="2"/></dim></arrayFixed></defineType></definitions><dataset sr ="sample. onfiguration" byteOrder="bigEndian"><arrayFixed varName="GaugeConfigStandard"><useType typeName="matrix2x3"/><dim name="t" indexTo="31"><dim name="z" indexTo="15"><dim name="y" indexTo="15"><dim name="x" indexTo="15"><dim name="mu" indexTo="3"/></dim></dim></dim></dim></arrayFixed></dataset></binx>

The following is an example of a ++ routine whi h uses the BinX library, and reads in two timesli es of a gauge on guration, in single pre ision30and 2  3 format and then write them out in the QCDML \standard" format.
The two XML IDs, gauge fgT01(2).xml, des ribe the binary le format, in
this ase in UKQCD format.
#in lude <BxBinxFileReader.h>
int main(int arg , har *argv[℄){// reate output file to save data
FILE * fo = fopen("gauge_ fgT01T02", "wb");// all N filenames in an array of strings
onst har * files[℄ = { "gauge_ fgT01.xml", "gauge_ fgT02.xml" };// loop to pro ess all filesfor (int i=0; i<2; i++){// reate a BinX file reader for the urrent BinX file
BxBinxFileReader * pReader1 = new BxBinxFileReader(files[i℄);// Obtain a pointer to the dataset from it
BxDataset * pData1 = pReader1->getDataset();// Obtain a pointer to the array from the dataset, we know it's an array
BxArrayFixed * pArray = (BxArrayFixed*)pData1->getArray(0);// Traverse all dimensions but in reverse order for transform.
// And we know how many elements ea h dimension hasfor (int z=0; z<pArray->getCount(0); z++){for (int y=0; y<pArray->getCount(1); y++){31

for (int x=0; x<pArray->getCount(2); x++){// for (int mu=0; mu<4; mu++)//for (int mu=0; mu<pArray->getCount(3); mu++){// Obtain the data element
BxDataObje t * pData = pArray->get(mu,x,y,z);if (pData != NULL){// Save this data element to our output filepData->toStreamBinary(fo);// Delete it before reusedelete pData;} // if} // for (mu} // for (x} // for (y} // for (zdelete pReader1;} // (for if lose(fo);}return 0;

3.5 Distributing on gurations
When we share on gurations, identi ation is an important issue. In parti ular, ea h on guration should be a ompanied with fundamental parameters su h as latti e size and he ksums of the on guration. We do not32

in lude su h information into the standard binary format, be ause su h information will be des ribed in the QCDML do ument for the on guration.
In order to keep identi ation of the on guration, we en apsulate theon guration and the QCDML do ument into one le and distribute it via
ILDG. DIME (Dire t Internet Message En apsulation) is a andidate to do
this, be ause le size is not in reased by the en apsulation and one does nothave to unpa k les before reading binary le.
DIME is a re ord oriented proto ol, for transmitting information. It isba ked by industry leaders su h as Mi rosoft and IBM.
A DIME message onsists of a sequen e of DIME re ords. Ea h re ord
onsists of a short header segment followed by the payload data, whi h is
onsidered to be a \binary bla k box" from the point of view of DIME. In
other words it an be any sequen e of bytes. From the point of view of
QCDML, distin t re ords may ontain either XML data su h as a s hemaID, or binary data su h a gauge on guration or other binary data.
While the DIME payload an be any binary data, the header portion of
the re ord onsists of state information pertaining to the urrent (possibly
part of a multiple hunk) re ord. In parti ular it ontains ags to signify
whether the urrent re ord is the rst or last of a message, whether it isa ontinuation of a multiple hunk re ord, as well as a DIME Type string
and an optional ID. The optional ID is always a URL, whereas the DIME
type an be either a URL, or a string similar to a MIME TYPE su h as
\dime/gauge- on guration".
The DIME standard urrently imposes a maximum re ord length of
2 GBytes, but does allow \ hunking" { the splitting of data over several
re ords. As a point of referen e, a V=32x32x32x64 gauge on guration,with ea h oating point number being 64bits (double pre ision) long in thetwo row ompressed form has a size of 750 MBytes.
Currently there exist C and C++ interfa es to DIME, written as partof the S iDAC ollaboration. The C interfa e attempts to mimi a publi ly
available Java interfa e. On e a data stream is opened, one an either readthe urrent re ord, or skip to the next one. The data from a re ord an beread byte by byte { there is no need to read the entire re ord in one go {allowing for parts of a re ord to be distributed on a multi pro essor systembefore the following parts are read. Seeking the next re ord skips over theurrent one. There is also a DIME writer allows the writing of re ords andheaders.
Both these interfa es are somewhat low level, working at the level of
DIME re ords. It is presumed that eventually higher level Appli ation Programming Interfa es (API's) will be layered on top of this low level interfa e.
33

For example the C interfa e to read a gauge eld or part of a gauge eld,des ribed earlier ould be built on top of the urrent C or C++ interfa es.
Another example is the forth oming IO interfa e from S iDAC, whi h should
ompletely hide the underlying DIME implementation. It must be emphasised that DIME is a parti ularly simple standard and it is not mu h e ort
to implement new API's to DIME.

3.6 Sample routine for byte swapping
Below are two example routines taken from the le byteorder. from the
SZIN software system.
The rst example shows how to determine whether a given ma hine isbig endian or not. The se ond routine shows an example of implementing
byte swapping on a linear array of data items.
void* ptr

the pointer to the start of the array of data

size t size

the size (in bytes) of ea h datum

size t nmemb

the number of data items in the array.
/** $Id: byteorder. ,v 13.5 2002/05/31 21:39:54 dgr Exp $** Determine the byte order of a platform** returns*
1 = big-endian(alpha, intel linux, et .)*2 = little-endian (sun, ibm, hp, et )*/#in lude <stdio.h>#in lude <stdlib.h>
typedef unsigned short int n_uint16_t;
typedef unsigned int
n_uint32_t;
typedef unsigned long int n_uint64_t;/* Determine whether the ma hine is big endian or not */int big_endian(){
union {
int l;

34

har [sizeof(int)℄;} u;u.l = 1;
return (u. [sizeof(int) - 1℄ == 1);}/* Swap bytes in an array */void byte_swap(void *ptr, size_t size, size_t nmemb){int j;
har har_in[8℄;/* hara ters used in byte swapping */har *in_ptr;
double *double_ptr;/* Pointer used in the double routines */swit h (size){ase 4: /* 4 byte obje ts */{int foo;n_uint32_t *w = (n_uint32_t *)ptr;
register n_uint32_t old, new;for(j=0; j<nmemb; j++){old = w[j℄;new = old >> 24 & 0x000000ff;
new |= old >> 8 & 0x0000ff00;
new |= old << 8 & 0x00ff0000;
new |= old << 24 & 0xff000000;
w[j℄ = new;}}break;

ase 1: /* n_uint8_t: byte - do nothing */break;
ase 8: /* 8byte - 64bit obje ts */{for(j = 0, double_ptr = (double *) ptr;
j < nmemb;35

j++, double_ptr++){in_ptr = ( har *) double_ptr; /* Set the hara ter pointer topoint to the start of the double *//** Assign all the byte variables to a hara ter*/
har_in[0℄ = in_ptr[0℄;har_in[1℄ = in_ptr[1℄;har_in[2℄ = in_ptr[2℄;har_in[3℄ = in_ptr[3℄;har_in[4℄ = in_ptr[4℄;har_in[5℄ = in_ptr[5℄;har_in[6℄ = in_ptr[6℄;har_in[7℄ = in_ptr[7℄;/** Now just swap the order*/
in_ptr[0℄ =in_ptr[1℄ =in_ptr[2℄ =in_ptr[3℄ =in_ptr[4℄ =in_ptr[5℄ =in_ptr[6℄ =in_ptr[7℄ =}}break;

har_in[7℄;har_in[6℄;har_in[5℄;har_in[4℄;har_in[3℄;har_in[2℄;har_in[1℄;har_in[0℄;ase 2: /* 16 bit -- 2 byte -- obje ts */{n_uint16_t *w = (n_uint16_t *)ptr;
register n_uint16_t old, new;for(j=0; j<nmemb; j++){old = w[j℄;new = old >> 8 & 0x00ff;
new |= old << 8 & 0xff00;

36

}w[j℄ = new;}break;}

default:
fprintf(stderr,"byte_swap: unsupported word size = %d\n",nmemb);exit(1);}37

9.2 QCDml Ensemble S hema122

1/21 ページ<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?><!-- edited with XMLSpy v2006 U(http://www.altova.com) by Chris Maynard (EPCC)--><!-- QCDml revision 1.3.0-->- <xs:schema
xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlns="http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/ensemble1.3"
targetNamespace="http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/ensemble1.3
elementFormDefault="qualified"attributeFormDefault="unqualified">- <xs:complexType name="arrayType">- <xs:annotation><xs:documentation>SciDAC arraydefinition</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element name="elem"
type="xs:anySimpleType"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:element name="action">- <xs:annotation><xs:documentation>The action XML
chunk</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence>- <xs:element name="gluon">- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element
ref="generalGluonAction"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:element name="quark"
minOccurs="0">- <xs:complexType>

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2/21 ページ- <xs:sequence><xs:element
ref="generalQuarkAction"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:simpleType name="boundaryConditionType">- <xs:annotation><xs:documentation>Enumeration of possible
BCs</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:restriction base="xs:NMTOKEN"><xs:enumeration value="periodic" /><xs:enumeration value="antiperiodic" /><xs:enumeration value="dirichlet" /></xs:restriction></xs:simpleType>- <xs:simpleType name="representationType">- <xs:annotation><xs:documentation>Enumeration of possible
representations ofgroups</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:restriction base="xs:NMTOKEN"><xs:enumeration value="fundamental" /><xs:enumeration value="adjoint" /></xs:restriction></xs:simpleType>- <xs:simpleType name="gaugeGroupType">- <xs:annotation><xs:documentation>Enumeration of possible
gauge groups</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:restriction base="xs:token"><xs:enumeration value="SU(3)" /><xs:enumeration value="SU(2)" />file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

3/21 ページ

<xs:enumeration value="SU(4)" /><xs:enumeration value="SU(5)" /><xs:enumeration value="SU(6)" /><xs:enumeration value="U(1)" /></xs:restriction></xs:simpleType>- <xs:element name="quarkField">- <xs:annotation><xs:documentation>Describes the quark fieldnormalisation and boundary
conditions</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element name="normalisation" /><xs:element ref="boundaryCondition" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:element name="gluonField">- <xs:annotation><xs:documentation>Contains the propertiesof the gluon field, e.g. gauge group andrepresentation</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element name="gaugeGroup"
type="gaugeGroupType" /><xs:element name="representation"
type="representationType" /><xs:element ref="boundaryCondition" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:element name="array" type="arrayType"abstract="true">- <xs:annotation><xs:documentation>The SciDAC arraydefinition</xs:documentation>

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4/21 ページ</xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="numberOfFlavours"
type="xs:integer">- <xs:annotation><xs:documentation>The number of flavours ofquarks that have the action defined by thefollowing couplings</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="boundaryCondition">- <xs:annotation><xs:documentation>An array ofboundaryConditionType</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element name="elem"
type="boundaryConditionType"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:complexType name="couplingsType">- <xs:annotation><xs:documentation>General complex typecontains more than one
coupling</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element name="nCouplings"
type="couplingType"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:simpleType name="couplingType">- <xs:annotation><xs:documentation>All couplings are of thistype, essentially adouble</xs:documentation>

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5/21 ページ</xs:annotation><xs:restriction base="xs:double" /></xs:simpleType>- <xs:complexType name="quarkCouplingsType">- <xs:annotation><xs:documentation>Contaings N couplings
plus integer
numberOfFlavours</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element ref="numberOfFlavours" /><xs:element name="nCouplings"
type="couplingType"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:complexType name="generalQuarkActionType">- <xs:annotation><xs:documentation>Has the generalproperties of the quark
action</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element name="glossary"
type="xs:anyURI" /><xs:element ref="quarkField" /><xs:element ref="numberOfFlavours" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:element name="generalQuarkAction"
type="generalQuarkActionType" abstract="true">- <xs:annotation><xs:documentation>Has the generalproperties of the quark action, i.e. thenumber of quark flavours and theproperties of the fields</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexType name="generalGluonActionType">- <xs:annotation>

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6/21 ページ

<xs:documentation>Has the generalproperties of the gluon
action</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element name="glossary"
type="xs:anyURI" /><xs:element ref="gluonField" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:element name="generalGluonAction"
type="generalGluonActionType" abstract="true">- <xs:annotation><xs:documentation>Has the generalproperties of the gloun action, i.e. thegluon field and the glossaryXML</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexTypename="iwasakiRGGluonActionType">- <xs:complexContent><xs:extension
base="sixLinkGluonActionType" /></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="iwasakiRGGluonAction"
type="iwasakiRGGluonActionType"substitutionGroup="sixLinkGluonAction">- <xs:annotation><xs:documentation>This six-link action has
three couplings</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexTypename="plaquetteGluonActionType">- <xs:complexContent>- <xs:extension
base="generalGluonActionType">- <xs:sequence><xs:element name="beta"

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7/21 ページ

type="couplingType" /></xs:sequence></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:complexType name="sixLinkGluonActionType"abstract="true">- <xs:complexContent>- <xs:extension
base="plaquetteGluonActionType">- <xs:sequence><xs:element name="c0"
type="couplingType" /><xs:element name="c1"
type="couplingType" /><xs:element name="c2"
type="couplingType" /><xs:element name="c3"
type="couplingType" /></xs:sequence></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="sixLinkGluonAction"
type="sixLinkGluonActionType" abstract="true"
substitutionGroup="plaquetteGluonAction">- <xs:annotation><xs:documentation>Abstract class of all six
link gluon action. Doesn't fix thecouplings.</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="plaquetteGluonAction"
type="plaquetteGluonActionType"substitutionGroup="generalGluonAction">- <xs:annotation><xs:documentation>The Wilson plaquetteaction, has a couplingbeta</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>

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8/21 ページ- <xs:complexType name="DBW2GluonActionType">- <xs:complexContent><xs:extension
base="sixLinkGluonActionType" /></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="DBW2GluonAction"
type="DBW2GluonActionType"substitutionGroup="sixLinkGluonAction">- <xs:annotation><xs:documentation>DBW2 is a six link action
with specific couplings</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexTypename="treelevelSymanzikGluonActionType">- <xs:complexContent><xs:extension
base="sixLinkGluonActionType" /></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="treelevelSymanzikGluonAction"
type="treelevelSymanzikGluonActionType"substitutionGroup="sixLinkGluonAction">- <xs:annotation><xs:documentation>The treelevel Symanzik
action is a six link action with specificcouplings</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexTypename="LuescherWeiszGluonActionType">- <xs:complexContent><xs:extension
base="sixLinkGluonActionType" /></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:complexTypename="tpLuescherWeiszGluonActionType">- <xs:complexContent>- <xs:extension

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9/21 ページ

base="LuescherWeiszGluonActionType">- <xs:sequence><xs:element name="u0"
type="couplingType" /></xs:sequence></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="LuescherWeiszGluonAction"
type="LuescherWeiszGluonActionType"substitutionGroup="sixLinkGluonAction">- <xs:annotation><xs:documentation>The Luescher-Weisz
gluon action is a six linkaction</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="tpLuescherWeiszGluonAction"
type="tpLuescherWeiszGluonActionType"substitutionGroup="sixLinkGluonAction">- <xs:annotation><xs:documentation>The Luescher-Weisz
gluon action with tadpole-improved
coefficients is a six linkaction</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexType name="wilsonQuarkActionType">- <xs:complexContent>- <xs:extension
base="generalQuarkActionType">- <xs:sequence><xs:element name="kappa"
type="couplingType" /></xs:sequence></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="wilsonQuarkAction"
type="wilsonQuarkActionType"substitutionGroup="generalQuarkAction">

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10/21 ページ- <xs:annotation><xs:documentation>The wilson quark action,
has a coupling kappa</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexType name="cloverQuarkActionType"abstract="true">- <xs:complexContent>- <xs:extension
base="wilsonQuarkActionType">- <xs:sequence><xs:element name="cSW"
type="couplingType" /></xs:sequence></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:complexType name="tpCloverQuarkActionType">- <xs:complexContent>- <xs:extension
base="cloverQuarkActionType">- <xs:sequence><xs:element name="u0"
type="couplingType" minOccurs="1"
maxOccurs="1" /></xs:sequence></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:complexTypename="npCloverQuarkActionType">- <xs:complexContent><xs:extension
base="cloverQuarkActionType" /></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="cloverQuarkAction"
type="cloverQuarkActionType" abstract="true"
substitutionGroup="wilsonQuarkAction">- <xs:annotation>

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11/21 ページ<xs:documentation>The generic clover wilson
action type. It is abstract because there
are different definitions of CSW that are allclover actions</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="npCloverQuarkAction"
type="npCloverQuarkActionType"substitutionGroup="cloverQuarkAction">- <xs:annotation><xs:documentation>The Clover Wilson quark
action where the coefficient has been
determined nonperturbatively</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="tpCloverQuarkAction"
type="tpCloverQuarkActionType"substitutionGroup="cloverQuarkAction">- <xs:annotation><xs:documentation>The Clover Wilson quark
action where the coefficient has been
determined by tadpole improved
perturbation theory</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexTypename="wilsonTmQuarkActionType">- <xs:complexContent>- <xs:extension
base="wilsonQuarkActionType">- <xs:sequence><xs:element name="mu" /></xs:sequence></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="wilsonTmQuarkAction"
type="wilsonTmQuarkActionType"substitutionGroup="wilsonQuarkAction">- <xs:annotation>

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12/21 ページ<xs:documentation>The Wilson twisted massquark action</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexType name="KSQuarkActionType">- <xs:complexContent>- <xs:extension
base="generalQuarkActionType">- <xs:sequence><xs:element name="mass"
type="couplingType" /></xs:sequence></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="KSQuarkAction"
type="KSQuarkActionType" abstract="true"
substitutionGroup="generalQuarkAction">- <xs:annotation><xs:documentation>The basic KS action.
Abstract</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexType name="asqTadQuarkActionType">- <xs:complexContent>- <xs:extension base="KSQuarkActionType">- <xs:sequence><xs:element name="cNaik"
type="couplingType" /><xs:element name="c1Link"
type="couplingType" /><xs:element name="c3Link"
type="couplingType" /><xs:element name="c5LinkChair"
type="couplingType" /><xs:element name="c7LinkTwist"
type="couplingType" /><xs:element name="cLepage"
type="couplingType" /><xs:element name="u0"
type="couplingType" minOccurs="1"

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13/21 ページ

maxOccurs="1" /></xs:sequence></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="asqTadQuarkAction"
type="asqTadQuarkActionType"substitutionGroup="KSQuarkAction">- <xs:annotation><xs:documentation>A specific improved KS
quark action</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="generalOverlapQuarkAction"
type="generalOverlapQuarkActionType"abstract="true"
substitutionGroup="generalQuarkAction">- <xs:annotation><xs:documentation>The abstract Overlap
quark operator</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexTypename="generalOverlapQuarkActionType">- <xs:complexContent>- <xs:extension
base="generalQuarkActionType">- <xs:sequence>- <xs:element name="mass"
type="couplingType">- <xs:annotation><xs:documentation>The quark
mass for thisoperator</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="kernelMass"
type="couplingType">- <xs:annotation><xs:documentation>The massthat goes into the kernel.

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14/21 ページ

Sometimes called the domain
wall height. Sometimes
given a negative sign
convention. This is NOT
enforced
here.</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="N5"
type="couplingType">- <xs:annotation><xs:documentation>The degreeof the approximation for thesquare root or equivalently
the size of the fifth
dimension</xs:documentation></xs:annotation></xs:element></xs:sequence></xs:extension></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:complexTypename="domainWallQuarkActionType">- <xs:complexContent><xs:extension
base="generalOverlapQuarkActionType" /></xs:complexContent></xs:complexType>- <xs:element name="domainWallQuarkAction"
type="domainWallQuarkActionType"substitutionGroup="generalOverlapQuarkAction">- <xs:annotation><xs:documentation>The domain Wall quark
action. 4D is Wilson and the approx istanh</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="size">- <xs:annotation><xs:documentation>The simulation size, forfile://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

15/21 ページ

each dimension, as well as the order of thedimensioons</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element name="elem"
type="dimensionType"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:complexType name="dimensionType">- <xs:annotation><xs:documentation>The name of thedimension and its size</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element name="name" type="xs:Name" /><xs:element name="length"
type="xs:integer" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:element name="observables">- <xs:annotation><xs:documentation>Observables calculatedon configurations of thisensemble</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence maxOccurs="unbounded"><xs:element name="elem"
type="observableType" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:complexType name="observableType">- <xs:annotation><xs:documentation>Definition ofobservalbes</xs:documentation></xs:annotation>

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16/21 ページ- <xs:sequence><xs:element name="name"type="observableNameType" /><xs:element name="val" type="xs:double" /><xs:element name="err" type="xs:double" /><xs:element name="glossary"
type="xs:anyURI" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:simpleType name="observableNameType">- <xs:annotation><xs:documentation>Enumeration of possible
observable names</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:restriction base="xs:string"><xs:enumeration value="ampi" /><xs:enumeration value="amrho" /><xs:enumeration value="mpi/mrho" /><xs:enumeration value="r0/a" /><xs:enumeration value="r1/a" /></xs:restriction></xs:simpleType>- <xs:element name="physics">- <xs:annotation><xs:documentation>Contains the physics
information</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element ref="size" /><xs:element ref="action" /><xs:element ref="observables"
minOccurs="0" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:element name="markovChain">- <xs:annotation><xs:documentation>Also known as ensemble
XML. below this level the XML is static

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17/21 ページ

across an ensemble ofdata.</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element ref="markovChainURI" /><xs:element ref="management" /><xs:element ref="physics" /><xs:element name="algorithm"
type="algorithmType" /><xs:element name="cLibrary"type="xs:anyURI" minOccurs="0" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:element name="data" type="xs:anyURI">- <xs:annotation><xs:documentation>The Logical file name on
the grid of the data fileitself</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="markovChainURI"
type="xs:anyURI">- <xs:annotation><xs:documentation>The URI which identifies
the of the ensemble</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:complexType name="algorithmType">- <xs:annotation><xs:documentation>The type foralgorithms</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element name="name" type="xs:Name" /><xs:element name="glossary"
type="xs:anyURI" /><xs:element name="reference"
type="xs:string" />file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

18/21 ページ<xs:element name="exact"
type="xs:boolean" />- <xs:element name="parameters"
minOccurs="0">- <xs:complexType>- <xs:complexContent><xs:extension
base="parameterType" /></xs:complexContent></xs:complexType></xs:element><xs:any namespace="##other" minOccurs="0"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:complexType name="parameterType">- <xs:annotation><xs:documentation>Contains a name and avalue</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence minOccurs="0"
maxOccurs="unbounded"><xs:element name="name" type="xs:Name" /><xs:element name="value"
type="xs:anySimpleType" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:element name="management">- <xs:annotation><xs:documentation>Contains information
about who, what, and when the data wasdone</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence>- <xs:element name="revisions"
type="xs:nonNegativeInteger"
minOccurs="0">- <xs:annotation><xs:documentation>The number of

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19/21 ページ

times the entry for this ensemble
has been
revised</xs:documentation></xs:annotation></xs:element><xs:element name="collaboration"
type="xs:normalizedString" /><xs:element name="projectName"
type="xs:normalizedString" /><xs:element name="ensembleLabel"
type="xs:normalizedString"
minOccurs="0" /><xs:element name="reference"
type="xs:normalizedString"
minOccurs="0" />- <xs:element name="archiveHistory">- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element name="elem"
type="managementActionType"minOccurs="0"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:complexType name="managementActionType">- <xs:annotation><xs:documentation>Management action suchas add to the catalogue, withdraw fromthe catalogue</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element name="revision"
type="xs:nonNegativeInteger"
minOccurs="0" /><xs:element name="revisionAction"
type="revisionActionType" />- <xs:element name="participant">

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20/21 ページ- <xs:annotation><xs:documentation>Who made thisrevision</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element name="name"type="xs:string" /><xs:element name="institution"
type="xs:string" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element><xs:element name="date"
type="xs:dateTime" /><xs:element name="comment"
type="xs:string" minOccurs="0" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:simpleType name="revisionActionType">- <xs:annotation><xs:documentation>An enumeration ofrevision actions</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:restriction base="xs:NMTOKEN">- <xs:enumeration value="add">- <xs:annotation><xs:documentation>add a newensemble</xs:documentation></xs:annotation></xs:enumeration>- <xs:enumeration value="replace">- <xs:annotation><xs:documentation>replace ensemble
document</xs:documentation></xs:annotation></xs:enumeration>- <xs:enumeration value="remove">- <xs:annotation><xs:documentation>remove

file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

21/21 ページ

ensemble</xs:documentation></xs:annotation></xs:enumeration></xs:restriction></xs:simpleType>- <xs:simpleType name="negativeCouplingType">- <xs:restriction base="couplingType"><xs:maxExclusive value="0.0" /></xs:restriction></xs:simpleType></xs:schema>

file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

9.3 QCDml Ensemble S hema sample

133

1/4 ページ- <markovChain
xmlns="http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/ensemble1.3"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchemainstance"
xsi:schemaLocation="http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/ensemble1
http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/ensemble1.3/QCDmlEnsemble<markovChainURI>mc://JLDG/CPPACS/RCNF2/RC24x48B2100K013820C1470</markovChainURI>- <management><revisions>1</revisions><collaboration>CP-PACS</collaboration><projectName>RCNF2 (Nf=2 full QCD withiwasaki RG gauge and tadpole improved
clover quark action)</projectName><ensembleLabel>B2100</ensembleLabel><reference>Phys.Rev. D65 (2002) 054505 (heplat/0105015), Erratum-ibid. D67 (2003)
059901</reference>- <archiveHistory>- <elem><revision>1</revision><revisionAction>add</revisionAction>- <participant><name>T.Yoshie</name><institution>Center fof Computational
Sciences, University ofTsukuba</institution></participant><date>2004-11-24T12:00:00Z</date><comment /></elem></archiveHistory></management>- <physics>- <size>- <elem><name>X</name><length>24</length></elem>- <elem>

file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥Ens... 2006/05/08

2/4 ページ<name>Y</name><length>24</length></elem>- <elem><name>Z</name><length>24</length></elem>- <elem><name>T</name><length>48</length></elem></size>- <action>- <gluon>- <iwasakiRGGluonAction><glossary>http://www.lqcd.org/ildg/actionGlossaries/iw- <gluonField><gaugeGroup>SU(3)</gaugeGroup><representation>fundamental</representation>- <boundaryCondition><elem>periodic</elem><elem>periodic</elem><elem>periodic</elem><elem>periodic</elem></boundaryCondition></gluonField><beta>2.100</beta><c0>3.648</c0><c1>-0.331</c1><c2>0.0</c2><c3>0.0</c3></iwasakiRGGluonAction></gluon>- <quark>- <tpCloverQuarkAction><glossary>http://www.lqcd.org/ildg/actionGlossaries/tp

file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥Ens... 2006/05/08

3/4 ページ- <quarkField><normalisation>sqrt2kappa</normalisation>- <boundaryCondition><elem>periodic</elem><elem>periodic</elem><elem>periodic</elem><elem>periodic</elem></boundaryCondition></quarkField><numberOfFlavours>2</numberOfFlavours><kappa>0.13820</kappa><cSW>1.470</cSW><u0>0.8302</u0></tpCloverQuarkAction>- <tpCloverQuarkAction><glossary>http://www.lqcd.org/ildg/actionGlossaries/tp- <quarkField><normalisation>sqrt2kappa</normalisation>- <boundaryCondition><elem>periodic</elem><elem>periodic</elem><elem>periodic</elem><elem>periodic</elem></boundaryCondition></quarkField><numberOfFlavours>1</numberOfFlavours><kappa>0.13828</kappa><cSW>1.470</cSW><u0>0.8302</u0></tpCloverQuarkAction></quark></action></physics>- <algorithm><name>CP-PACS-hybrid-monte-carlo</name>file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥Ens... 2006/05/08

4/4 ページ<glossary>http://www.ccs.tsukuba.ac.jp/ILDG/CP-PACS/CP-PACS-hybrid-montecarlo.pdf</glossary><reference>Phys.Rev. D65 (2002) 054505 (heplat/0105015), Erratum-ibid. D67 (2003)
059901</reference><exact>true</exact></algorithm></markovChain>file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥Ens... 2006/05/08

9.4 QCDml Ensemble S hema do umentation

135

Schema QCDmlEnsemble1.3.0.xsd

schema location:

C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QCDmlEnsemble1.3.0.xsd

targetNamespace:http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/ensemble1.3

Elements

Complex types

Simple types

actionalgorithmTypeboundaryConditionTypearray

arrayTypecouplingType

asqTadQuarkAction

asqTadQuarkActionTypegaugeGroupTypeboundaryCondition

cloverQuarkActionType

negativeCouplingType

cloverQuarkAction

couplingsTypeobservableNameTypedata

DBW2GluonActionType

representationType

DBW2GluonAction

dimensionTyperevisionActionTypedomainWallQuarkAction

domainWallQuarkActionType

generalGluonAction

generalGluonActionType

generalOverlapQuarkAction

generalOverlapQuarkActionType

generalQuarkAction

generalQuarkActionType

gluonField

iwasakiRGGluonActionTypeiwasakiRGGluonAction

KSQuarkActionType

KSQuarkAction

LuescherWeiszGluonActionType

LuescherWeiszGluonAction

managementActionType

management

npCloverQuarkActionTypemarkovChain

observableTypemarkovChainURI

parameterType

npCloverQuarkAction

plaquetteGluonActionType

numberOfFlavours

quarkCouplingsTypeobservables

sixLinkGluonActionType

physics

tpCloverQuarkActionTypeplaquetteGluonAction

tpLuescherWeiszGluonActionType

quarkField

treelevelSymanzikGluonActionType

sixLinkGluonAction

wilsonQuarkActionTypesize

wilsonTmQuarkActionType

tpCloverQuarkAction
tpLuescherWeiszGluonAction

treelevelSymanzikGluonAction
wilsonQuarkAction
wilsonTmQuarkAction

element action
diagramchildrengluon quark

used byelement

annotation

physics

documentation

The action XML chunkelement action/gluon
diagramchildren

generalGluonAction

element action/quark
diagramchildren

generalQuarkAction

element array
diagramtype
childrenannotationarrayTypeelem
documentation

element asqTadQuarkAction
diagram

The SciDAC array definition

type
children

asqTadQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours mass cNaik c1Link c3Link c5LinkChair c7LinkTwist cLepage u0
documentation

annotation

A specific improved KS quark action

element boundaryCondition
diagramchildrenused byannotation

elem
elements

gluonField quarkField

documentation

An array of boundaryConditionTypeelement boundaryCondition/elem
diagramtype

boundaryConditionType

facetsenumeration

periodicenumeration

antiperiodic

enumeration

dirichlet

element cloverQuarkAction
diagramtype
childrenannotation

cloverQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours kappa cSW
documentation

The generic clover wilson action type. It is abstract because there are different definitions of
CSW that are all clover actions

element data
diagramtype
annotation

xs:anyURI
documentation

The Logical file name on the grid of the data file itself

element DBW2GluonAction
diagramtype
childrenannotation

DBW2GluonActionType
glossary gluonField beta c0 c1 c2 c3
documentation

DBW2 is a six link action with specific couplingselement domainWallQuarkAction
diagramtype
childrenannotation

domainWallQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours mass kernelMass N5
documentation

The domain Wall quark action. 4D is Wilson and the approx is tanh

element generalGluonAction
diagramtype

generalGluonActionTypechildrenglossary gluonField

used byelement

annotation

action/gluon

documentation

Has the general properties of the gloun action, i.e. the gluon field and the glossary XML

element generalOverlapQuarkAction
diagramtype
childrenannotation

generalOverlapQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours mass kernelMass N5
documentation

The abstract Overlap quark operator

element generalQuarkAction

diagram

type
childrenused byannotation

generalQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours
element

action/quark

documentation

Has the general properties of the quark action, i.e. the number of quark flavours and theproperties of the fields

element gluonField
diagramchildrengaugeGroup representation boundaryCondition

used bycomplexType

generalGluonActionTypeannotation

documentation

Contains the properties of the gluon field, e.g. gauge group and representation

element gluonField/gaugeGroupdiagramtype

gaugeGroupType

facetsenumeration

SU(3)enumeration

SU(2)enumeration

SU(4)enumeration

SU(5)enumeration

SU(6)enumeration

U(1)element gluonField/representation
diagramtype

representationType

facetsenumeration

fundamental

enumerationadjoint

element iwasakiRGGluonAction
diagramtype
childrenannotationiwasakiRGGluonActionType
glossary gluonField beta c0 c1 c2 c3
documentation

This six-link action has three couplingselement KSQuarkAction
diagramtype
childrenannotation

KSQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours mass
documentation

The basic KS action. Abstractelement LuescherWeiszGluonAction
diagramtype
childrenannotation

LuescherWeiszGluonActionType
glossary gluonField beta c0 c1 c2 c3
documentation

The Luescher-Weisz gluon action is a six link action

element management
diagramchildrenrevisions collaboration projectName ensembleLabel reference archiveHistory

used byannotation

element

markovChain

documentation

Contains information about who, what, and when the data was done

element management/revisions
diagramtype
annotation

xs:nonNegativeInteger
documentation

The number of times the entry for this ensemble has been revisedelement management/collaboration
diagramtype

xs:normalizedString

element management/projectName
diagramtype

xs:normalizedString

element management/ensembleLabeldiagramtype

xs:normalizedStringelement management/reference
diagramtype

xs:normalizedString

element management/archiveHistory
diagramchildrenelem

element management/archiveHistory/elem
diagramtype
childrenmanagementActionTyperevision revisionAction participant date commentelement markovChain
diagramchildrenannotation

markovChainURI management physics algorithm cLibrary
documentation

Also known as ensemble XML. below this level the XML is static across an ensemble of data.

element markovChain/algorithm
diagramtype
childrenalgorithmTypename glossary reference exact parameterselement markovChain/cLibrary
diagramtype

xs:anyURI

element markovChainURI
diagramtype
used byannotation

xs:anyURI
element

markovChain

documentation

The URI which identifies the of the ensemble

element npCloverQuarkAction
diagramtype
children

npCloverQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours kappa cSW

documentation

annotation

The Clover Wilson quark action where the coefficient has been determined
non-perturbatively

element numberOfFlavours
diagramtype

xs:integer

used bycomplexTypes

generalQuarkActionType quarkCouplingsTypeannotation

documentation

The number of flavours of quarks that have the action defined by the following couplings

element observables
diagramchildrenused byannotation

elem
element

documentation

element observables/elem
diagramphysics
Observables calculated on configurations of this ensemble

typechildrenobservableTypename val err glossary

element physics
diagramchildrenused byannotation

size action observables
element

markovChain

documentation

Contains the physics information

element plaquetteGluonAction
diagramtype

plaquetteGluonActionTypechildrenglossary gluonField beta

annotation

documentation

The Wilson plaquette action, has a coupling betaelement quarkField
diagramchildrennormalisation boundaryCondition

used bycomplexType

generalQuarkActionTypeannotation

documentation

Describes the quark field normalisation and boundary conditions

element quarkField/normalisation
diagramelement sixLinkGluonAction
diagramtype
childrenannotation

sixLinkGluonActionType
glossary gluonField beta c0 c1 c2 c3
documentation

Abstract class of all six link gluon action. Doesn't fix the couplings.

element size
diagramchildrenused byannotation

elem
element

documentation

element size/elem
diagramtype
children

physics

dimensionTypename length

The simulation size, for each dimension, as well as the order of the dimensioons

element tpCloverQuarkAction
diagramtype
childrenannotation

tpCloverQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours kappa cSW u0
documentation

The Clover Wilson quark action where the coefficient has been determined by tadpole
improved perturbation theoryelement tpLuescherWeiszGluonAction
diagramtype
childrenannotation

tpLuescherWeiszGluonActionType
glossary gluonField beta c0 c1 c2 c3 u0
documentation

The Luescher-Weisz gluon action with tadpole-improved coefficients is a six link action

element treelevelSymanzikGluonAction
diagramtype

treelevelSymanzikGluonActionTypechildrenglossary gluonField beta c0 c1 c2 c3

annotation

documentation

The treelevel Symanzik action is a six link action with specific couplingselement wilsonQuarkAction
diagramtype
childrenannotation

wilsonQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours kappa
documentation

The wilson quark action, has a coupling kappa

element wilsonTmQuarkAction
diagramtype
childrenannotation

wilsonTmQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours kappa mu
documentation

The Wilson twisted mass quark action

complexType algorithmTypediagramchildrenused byannotation

name glossary reference exact parameters
element

markovChain/algorithm

documentation

The type for algorithms

element algorithmType/namediagramtype

xs:Nameelement algorithmType/glossary
diagramtype

xs:anyURI

element algorithmType/reference
diagramtype

xs:stringelement algorithmType/exact
diagramtype

xs:boolean

element algorithmType/parameters
diagramtype

extension of parameterTypechildrenname value

complexType arrayType
diagramchildrenused byannotation

elem
elementarray

documentation

element arrayType/elem
diagramtype

xs:anySimpleType

SciDAC array definition

complexType asqTadQuarkActionTypediagramtype
childrenused byextension of KSQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours mass cNaik c1Link c3Link c5LinkChair c7LinkTwist cLepage u0
element

asqTadQuarkAction

element asqTadQuarkActionType/cNaik
diagramtype

couplingTypeelement asqTadQuarkActionType/c1Link
diagramtype

couplingTypeelement asqTadQuarkActionType/c3Link
diagramtype

couplingTypeelement asqTadQuarkActionType/c5LinkChair
diagramtype

couplingTypeelement asqTadQuarkActionType/c7LinkTwist
diagramtype

couplingTypeelement asqTadQuarkActionType/cLepage
diagramtype

couplingTypeelement asqTadQuarkActionType/u0
diagramtype

couplingTypecomplexType cloverQuarkActionTypediagramtype
childrenused byextension of wilsonQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours kappa cSWelement
complexTypes

cloverQuarkAction
npCloverQuarkActionType tpCloverQuarkActionTypeelement cloverQuarkActionType/cSW
diagramtype

couplingType

complexType couplingsTypediagramchildrenannotation

nCouplings
documentation

General complex type contains more than one couplingelement couplingsType/nCouplings
diagramtype

couplingTypecomplexType DBW2GluonActionTypediagramtype

extension of sixLinkGluonActionTypechildrenglossary gluonField beta c0 c1 c2 c3

used byelement

DBW2GluonAction

complexType dimensionTypediagramchildrenname length

used byelement

annotation

size/elem

documentation

element dimensionType/namediagramtype

xs:Nameelement dimensionType/length
diagramtype

xs:integer

The name of the dimension and its size

complexType domainWallQuarkActionTypediagramtype
childrenused byextension of generalOverlapQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours mass kernelMass N5element

domainWallQuarkAction

complexType generalGluonActionTypediagramchildrenglossary gluonFieldelement

used byannotation

generalGluonAction

complexType

plaquetteGluonActionType

documentation

Has the general properties of the gluon action

element generalGluonActionType/glossary
diagramtype

xs:anyURI

complexType generalOverlapQuarkActionTypediagramtype
childrenextension of generalQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours mass kernelMass N5

used byelement

generalOverlapQuarkAction

complexType

domainWallQuarkActionTypeelement generalOverlapQuarkActionType/mass
diagramtype
annotation

couplingType
documentation

The quark mass for this operator

element generalOverlapQuarkActionType/kernelMass
diagramtype
annotation

couplingType
documentation

The mass that goes into the kernel. Sometimes called the domain wall height. Sometimes
given a negative sign convention. This is NOT enforced here.

element generalOverlapQuarkActionType/N5
diagramtype
annotation

couplingType
documentation

The degree of the approximation for the square root or equivalently the size of the fifth
dimension

complexType generalQuarkActionTypediagramchildrenglossary quarkField numberOfFlavours
element

used byannotation

generalQuarkAction

complexTypes

generalOverlapQuarkActionType KSQuarkActionType wilsonQuarkActionType

documentation

Has the general properties of the quark action

element generalQuarkActionType/glossary
diagramtype

xs:anyURI

complexType iwasakiRGGluonActionTypediagramtype

extension of sixLinkGluonActionTypechildrenglossary gluonField beta c0 c1 c2 c3

used byelement

iwasakiRGGluonAction

complexType KSQuarkActionTypediagramtype

extension of generalQuarkActionTypechildrenused byglossary quarkField numberOfFlavours masselement
complexType

KSQuarkAction
asqTadQuarkActionTypeelement KSQuarkActionType/mass
diagramtype

couplingTypecomplexType LuescherWeiszGluonActionTypediagramtype

extension of sixLinkGluonActionTypechildrenglossary gluonField beta c0 c1 c2 c3

used byelement
complexType

LuescherWeiszGluonAction
tpLuescherWeiszGluonActionType

complexType managementActionTypediagramchildrenused byannotation

revision revisionAction participant date comment
element

management/archiveHistory/elem

documentation

Management action such as add to the catalogue, withdraw from the catalogueelement managementActionType/revision
diagramtype

xs:nonNegativeIntegerelement managementActionType/revisionAction
diagramtype

revisionActionType

facetsenumeration

add

enumeration

replaceenumeration

removeelement managementActionType/participant
diagramchildrenannotation

name institution
documentation

Who made this revision

element managementActionType/participant/namediagramtype

xs:stringelement managementActionType/participant/institution
diagramtype

xs:stringelement managementActionType/datediagramtype

xs:dateTime

element managementActionType/comment
diagramtype

xs:string

complexType npCloverQuarkActionTypediagramtype
childrenused byextension of cloverQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours kappa cSWelement

npCloverQuarkAction

complexType observableTypediagramchildrenused byannotation

name val err glossary
element

observables/elem

documentation

Definition of observalbes

element observableType/namediagramtype

observableNameType

facetsenumeration

ampi

enumeration

amrho

enumeration

mpi/mrho

enumeration

r0/aenumeration

r1/aelement observableType/val
diagramtype

xs:double

element observableType/err
diagramtype

xs:double

element observableType/glossary
diagramtype

xs:anyURI

complexType parameterType
diagramchildrenname value

used byelement

annotation

algorithmType/parameters

documentation

Contains a name and a value

element parameterType/namediagramtype

xs:Nameelement parameterType/value
diagramtype

xs:anySimpleTypecomplexType plaquetteGluonActionTypediagramtype

extension of generalGluonActionTypechildrenused byglossary gluonField beta
element
complexType

plaquetteGluonAction
sixLinkGluonActionTypeelement plaquetteGluonActionType/beta
diagramtype

couplingTypecomplexType quarkCouplingsTypediagramchildrenannotation

numberOfFlavours nCouplings
documentation

Contaings N couplings plus integer numberOfFlavours

element quarkCouplingsType/nCouplings
diagramtype

couplingType

complexType sixLinkGluonActionTypediagramtype
childrenused byextension of plaquetteGluonActionType
glossary gluonField beta c0 c1 c2 c3element
complexTypes

sixLinkGluonAction
DBW2GluonActionType iwasakiRGGluonActionType LuescherWeiszGluonActionType
treelevelSymanzikGluonActionTypeelement sixLinkGluonActionType/c0
diagramtype

couplingTypeelement sixLinkGluonActionType/c1
diagramtype

couplingTypeelement sixLinkGluonActionType/c2
diagramtype

couplingTypeelement sixLinkGluonActionType/c3
diagramtype

couplingTypecomplexType tpCloverQuarkActionTypediagramtype
childrenused byextension of cloverQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours kappa cSW u0
element

tpCloverQuarkAction

element tpCloverQuarkActionType/u0
diagramtype

couplingTypecomplexType tpLuescherWeiszGluonActionTypediagramtype
childrenused byextension of LuescherWeiszGluonActionType
glossary gluonField beta c0 c1 c2 c3 u0
element

tpLuescherWeiszGluonAction

element tpLuescherWeiszGluonActionType/u0
diagramtype

couplingType

complexType treelevelSymanzikGluonActionTypediagramtype

extension of sixLinkGluonActionTypechildrenglossary gluonField beta c0 c1 c2 c3

used byelement

treelevelSymanzikGluonAction

complexType wilsonQuarkActionTypediagramtype

extension of generalQuarkActionTypechildrenused byglossary quarkField numberOfFlavours kappa
element
complexTypeswilsonQuarkAction
cloverQuarkActionType wilsonTmQuarkActionTypeelement wilsonQuarkActionType/kappa
diagramtype

couplingTypecomplexType wilsonTmQuarkActionTypediagramtype
childrenused byextension of wilsonQuarkActionType
glossary quarkField numberOfFlavours kappa muelement

wilsonTmQuarkAction

element wilsonTmQuarkActionType/mu
diagramsimpleType boundaryConditionType
type

restriction of xs:NMTOKEN

used byelement

facetsenumeration

periodicenumeration

antiperiodic

enumeration

dirichlet

annotation

boundaryCondition/elem

documentation

Enumeration of possible BCs

simpleType couplingType
type
used byxs:double
elements

plaquetteGluonActionType/beta sixLinkGluonActionType/c0 sixLinkGluonActionType/c1
asqTadQuarkActionType/c1Link sixLinkGluonActionType/c2 sixLinkGluonActionType/c3
asqTadQuarkActionType/c3Link asqTadQuarkActionType/c5LinkChair
asqTadQuarkActionType/c7LinkTwist asqTadQuarkActionType/cLepage
asqTadQuarkActionType/cNaik cloverQuarkActionType/cSW
wilsonQuarkActionType/kappa generalOverlapQuarkActionType/kernelMass
KSQuarkActionType/mass generalOverlapQuarkActionType/mass
generalOverlapQuarkActionType/N5 quarkCouplingsType/nCouplings
couplingsType/nCouplings tpCloverQuarkActionType/u0 asqTadQuarkActionType/u0
tpLuescherWeiszGluonActionType/u0

simpleTypeannotation

negativeCouplingType

documentation

All couplings are of this type, essentially a double

simpleType gaugeGroupType
type

restriction of xs:token

used byelement

gluonField/gaugeGroupfacetsenumeration

SU(3)enumeration

SU(2)enumeration

SU(4)annotation

enumeration

SU(5)enumeration

SU(6)enumeration

U(1)documentation

Enumeration of possible gauge groups

simpleType negativeCouplingType
type
facetsrestriction of couplingType
maxExclusive

0.0

simpleType observableNameType
type

restriction of xs:stringused byelement

facetsenumeration

ampi

enumeration

amrho

enumeration

mpi/mrho

enumeration

r0/aenumeration

r1/aannotation

observableType/namedocumentation

Enumeration of possible observable names

simpleType representationType
type

restriction of xs:NMTOKEN

used byelement

facetsenumeration

fundamental

enumerationadjoint

annotation

gluonField/representation

documentation

Enumeration of possible representations of groups

simpleType revisionActionType
type

restriction of xs:NMTOKEN

used byelement

facetsenumeration

add

enumeration

replaceenumeration

removeannotation

managementActionType/revisionAction

documentation

An enumeration of revision actions

XML Schema documentation generated with XMLSPY Schema Editor http://www.altova.com/xmlspy

9.5 QCDml Con guration S hema165

1/7 ページ<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?><!-- edited with XMLSpy v2006 U(http://www.altova.com) by Chris Maynard (EPCC)--><!-- QCDml revision 1.3.0-->- <xs:schema
xmlns="http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/config1.3"
xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"targetNamespace="http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/config1.3
elementFormDefault="qualified"attributeFormDefault="unqualified">- <xs:complexType name="arrayType">- <xs:annotation><xs:documentation>SciDAC arraydefinition</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element name="elem"
type="xs:anySimpleType"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:element name="gaugeConfiguration">- <xs:annotation><xs:documentation>The root of
QCDML</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element ref="management" /><xs:element ref="implementation" />- <xs:element name="algorithm">- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element
name="parameters"
type="parameterType"minOccurs="0" /><xs:any namespace="##other"minOccurs="0"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence>

file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

2/7 ページ</xs:complexType></xs:element><xs:element name="precision"
type="precisionType" /><xs:element ref="markovStep" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:element name="array" type="arrayType"abstract="true">- <xs:annotation><xs:documentation>The SciDAC arraydefinition</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="markovStep">- <xs:annotation><xs:documentation>Also known asconfiguration XML. Contains themarkovStep</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element ref="markovChainURI" /><xs:element name="series"
type="xs:token" /><xs:element name="update"
type="xs:anySimpleType" />- <xs:element name="avePlaquette"
type="xs:double">- <xs:annotation><xs:documentation>The value ofthe average plaquette on thisconfiguration</xs:documentation></xs:annotation></xs:element><xs:element ref="dataLFN" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>

file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

3/7 ページ- <xs:element name="dataLFN" type="xs:anyURI">- <xs:annotation><xs:documentation>The Logical file name on
the grid of the data fileitself</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="markovChainURI"
type="xs:anyURI">- <xs:annotation><xs:documentation>The URI of the ensemble
to which this configuration
belongs</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="management"
type="managementType">- <xs:annotation><xs:documentation>Contains information onwhen and by whom the data was produced
as well as possible useconitions</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:element name="implementation"
type="implementationType">- <xs:annotation><xs:documentation>Contains information on
how the data was produced, i.e. code,machine etc</xs:documentation></xs:annotation></xs:element>- <xs:simpleType name="precisionType">- <xs:annotation><xs:documentation>Enumeration of precision
types, single(32 bit) or double (64 bit)</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:restriction base="xs:NMTOKEN"><xs:enumeration value="single" /><xs:enumeration value="double" />file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

4/7 ページ<xs:enumeration value="mixed" /></xs:restriction></xs:simpleType>- <xs:complexType name="managementActionType">- <xs:annotation><xs:documentation>Management action suchas generate data, add to the catalogue,
withdraw from the catalogue. generate is
the zeroeth revision, as add has to benumber 1. One can generate data without
submitting to ILDG</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element name="revision"
type="xs:nonNegativeInteger"
minOccurs="0" /><xs:element name="revisionAction"
type="revisionActionType" />- <xs:element name="participant">- <xs:annotation><xs:documentation>Who made thisrevision</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element name="name"type="xs:string" /><xs:element name="institution"
type="xs:string" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element><xs:element name="date"
type="xs:dateTime" /><xs:element name="comment"
type="xs:string" minOccurs="0" /></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:complexType name="managementType">- <xs:annotation><xs:documentation>Contains thefile://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

5/7 ページ

management information</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence><xs:element name="revisions"
type="xs:nonNegativeInteger"
minOccurs="0" /><xs:element name="reference"
type="xs:string" minOccurs="0" /><xs:element name="crcCheckSum"
type="xs:NMTOKEN" />- <xs:element name="archiveHistory">- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element name="elem"
type="managementActionType"
maxOccurs="unbounded" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:complexType name="implementationType">- <xs:sequence>- <xs:element name="machine">- <xs:complexType>- <xs:sequence><xs:element name="name"type="xs:string" /><xs:element name="institution"
type="xs:string" /><xs:element name="machineType"
type="xs:string" /><xs:element name="comment"
type="xs:string"
minOccurs="0" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>- <xs:element name="code">- <xs:complexType>

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6/7 ページ- <xs:sequence><xs:element name="name"type="xs:string" /><xs:element name="version"
type="xs:string" /><xs:element name="date"
type="xs:dateTime" /><xs:element name="comment"
type="xs:string"
minOccurs="0" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:element></xs:sequence></xs:complexType>- <xs:simpleType name="revisionActionType">- <xs:annotation><xs:documentation>An enumeration ofrevision actions</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:restriction base="xs:NMTOKEN">- <xs:enumeration value="generate">- <xs:annotation><xs:documentation>generate new
configuration</xs:documentation></xs:annotation></xs:enumeration>- <xs:enumeration value="add">- <xs:annotation><xs:documentation>add new
configuration to
ILDG</xs:documentation></xs:annotation></xs:enumeration>- <xs:enumeration value="replace">- <xs:annotation><xs:documentation>replace
configuration metadata or
binary</xs:documentation></xs:annotation>

file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

7/7 ページ</xs:enumeration>- <xs:enumeration value="remove">- <xs:annotation><xs:documentation>remove
configuration</xs:documentation></xs:annotation></xs:enumeration></xs:restriction></xs:simpleType>- <xs:complexType name="parameterType">- <xs:annotation><xs:documentation>Contains a name and avalue</xs:documentation></xs:annotation>- <xs:sequence minOccurs="0"
maxOccurs="unbounded"><xs:element name="name" type="xs:Name" /><xs:element name="value"
type="xs:anySimpleType" /></xs:sequence></xs:complexType></xs:schema>

file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QC... 2006/05/08

9.6 QCDml Con guration S hema sample

169

1/2 ページ<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>- <gaugeConfiguration
xmlns="http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/config1.3"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchemainstance"
xsi:schemaLocation="http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/config1.3
http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/config1.3/QCDmlConfig1.3.0.x- <management><revisions>1</revisions><crcCheckSum>3045103677</crcCheckSum>- <archiveHistory>- <elem><revision>0</revision><revisionAction>generate</revisionAction>- <participant><name>R.Burkhalter</name><institution>Center fof Computational
Physics, University ofTsukuba</institution></participant><date>2000-04-19T12:00:00Z</date></elem>- <elem><revision>1</revision><revisionAction>add</revisionAction>- <participant><name>T.Yoshie</name><institution>Center fof Computational
Sciences, University ofTsukuba</institution></participant><date>2004-11-24T12:00:00Z</date></elem></archiveHistory></management>- <implementation>- <machine><name>CP-PACS</name><institution>CCS Tsukuba</institution><machineType>MPP</machineType>

file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥Co...

2006/05/08

2/2 ページ<comment>PU512-partition</comment></machine>- <code><name>CP-PACS HMC</name><version>v4.3</version><date>1998-06-04T12:00:00Z</date></code></implementation>- <algorithm>- <parameters><name>CP-PACS_Nf2_delta_tau</name><value>0.00750000</value><name>CPPACS_Nf2_number_of_MD_steps</name><value>133</value><name>CPPACS_Nf2_unit_trajectory</name><value>0.99750000</value></parameters></algorithm><precision>double</precision>- <markovStep><markovChainURI>mc://JLDG/CPPACS/RCNF2/RC24x48B2100K013820C1470</markovChainURI><series>C</series><update>01265</update><avePlaquette>0.500</avePlaquette><dataLFN>lfn://JLDG/CPPACS/RCNF2/RC24x48-B2100K013820C1470C-01265</dataLFN></markovStep></gaugeConfiguration>

file://C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥Co...

2006/05/08

9.7 QCDml Con guration S hema do umentation

170

Schema QCDmlConfig1.3.0.xsd

schema location:

C:¥Documents and Settings¥yoshie¥My Documents¥ILDG¥QCDML1.3.0¥QCDmlConfig1.3.0.xsd

targetNamespace:http://www.lqcd.org/ildg/QCDml/config1.3

Elements

Complex types

Simple types

array

arrayType

precisionType

dataLFN

implementationTyperevisionActionTypegaugeConfiguration

managementActionType

implementation

managementTypemanagement

parameterTypemarkovChainURI
markovStep

element array
diagramtype
childrenarrayTypeelem
documentation

annotation

element dataLFN
diagramtype

xs:anyURIThe SciDAC array definition

used byannotation

element

markovStep

documentation

The Logical file name on the grid of the data file itself

element gaugeConfiguration
diagramchildrenannotation

management implementation algorithm precision markovStep
documentation

The root of QCDML

element gaugeConfiguration/algorithm
diagramchildrenparameterselement gaugeConfiguration/algorithm/parameters
diagramtype
childrenparameterTypename value

element gaugeConfiguration/precision
diagramtype
facetsprecisionType
enumeration

singleenumeration

doubleenumeration

mixed

element implementation
diagramtype

implementationTypechildrenmachine codeused byelement

annotation

gaugeConfiguration

documentation

Contains information on how the data was produced, i.e. code, machine etcelement management
diagramtype
childrenused byannotation

managementTyperevisions reference crcCheckSum archiveHistory
element

gaugeConfiguration

documentation

Contains information on when and by whom the data was produced as well as possible useconitions

element markovChainURI
diagramtype
used byannotation

xs:anyURI
element

markovStep

documentation

The URI of the ensemble to which this configuration belongselement markovStep
diagramchildrenused byannotation

markovChainURI series update avePlaquette dataLFN
element

gaugeConfiguration

documentation

element markovStep/series
diagramtype

xs:tokenelement markovStep/update
diagramtype

xs:anySimpleType

Also known as configuration XML. Contains the markovStepelement markovStep/avePlaquettediagramtype

xs:double
documentation

annotation

The value of the average plaquette on this configuration

complexType arrayType
diagramchildrenused byannotation

elem
elementarray

documentation

SciDAC array definition

element arrayType/elem
diagramtype

xs:anySimpleTypecomplexType implementationTypediagramchildrenmachine codeused byelement

implementation

element implementationType/machine
diagramchildrenname institution machineType comment

element implementationType/machine/namediagramtype

xs:stringelement implementationType/machine/institution
diagramtype

xs:stringelement implementationType/machine/machineTypediagramtype

xs:stringelement implementationType/machine/comment
diagramtype

xs:stringelement implementationType/code
diagramchildrenname version date comment

element implementationType/code/namediagramtype

xs:stringelement implementationType/code/version
diagramtype

xs:stringelement implementationType/code/datediagramtype

xs:dateTime

element implementationType/code/comment
diagramtype

xs:string

complexType managementActionTypediagramchildrenused byannotation

revision revisionAction participant date comment
element

managementType/archiveHistory/elem

documentation

Management action such as generate data, add to the catalogue, withdraw from thecatalogue. generate is the zeroeth revision, as add has to be number 1. One can generate
data without submitting to ILDG

element managementActionType/revision
diagramtype

xs:nonNegativeIntegerelement managementActionType/revisionAction
diagramtype

revisionActionType

facetsenumeration

generateenumeration

add

enumeration

replaceenumeration

removeelement managementActionType/participant
diagramchildrenannotation

name institution
documentation

Who made this revision

element managementActionType/participant/namediagramtype

xs:stringelement managementActionType/participant/institution
diagramtype

xs:stringelement managementActionType/datediagramtype

xs:dateTime

element managementActionType/comment
diagramtype

xs:string

complexType managementType
diagramchildrenused byannotation

revisions reference crcCheckSum archiveHistory
element

management

documentation

Contains the management information

element managementType/revisions
diagramtype

xs:nonNegativeIntegerelement managementType/reference
diagramtype

xs:stringelement managementType/crcCheckSum
diagramtype

xs:NMTOKEN

element managementType/archiveHistory
diagramchildrenelem

element managementType/archiveHistory/elem
diagramtype
childrenmanagementActionTyperevision revisionAction participant date comment

complexType parameterType
diagramchildrenname value

used byelement

annotation

gaugeConfiguration/algorithm/parameters

documentation

Contains a name and a value

element parameterType/namediagramtype

xs:Nameelement parameterType/value
diagramtype

xs:anySimpleTypesimpleType precisionType
type

restriction of xs:NMTOKEN

used byelement

facetsenumeration

singleenumeration

doubleenumeration

mixed

annotation

gaugeConfiguration/precision

documentation

Enumeration of precision types, single(32 bit) or double (64 bit)

simpleType revisionActionType
type

restriction of xs:NMTOKEN

used byelement

facetsenumeration

generateenumeration

add

enumeration

replaceenumeration

removeannotation

managementActionType/revisionAction

documentation

An enumeration of revision actions

XML Schema documentation generated with XMLSPY Schema Editor http://www.altova.com/xmlspy

9.8 ILDG le format v1.1

177

ILDG Binary File Format(Rev. 1.1)
ILDG Metadata Working Group
15 December 2005

This document specifies the file format which is used to exchange binary
files within ILDG.

1

Overview

For sharing binary files which contain, e.g., gauge field configurations, ILDG adopted
the strategy of defining a real file format. All providers of configurations have to provide
their configurations using this file format. The goal was to to define a structured fileformat which allows to encapsulate, in an extensible way, binary data and meta data
within a single file. While currently only exchange of binary files containing gauge field
configurations is foreseen, in future also other kind of binary data, e.g. different kind of
propagators, may be exchanged.

2

Specification

2.1

Packaging

The ILDG binary file format consists of several parts which are packaged using the
LIME file format. LIME stands for “Lattice QCD Interchange Message Encapsulation”
and has been developed by SciDAC [1]. It allows to encapsulate one or more records
containing ASCII or binary data One or more records can be packaged into one message.
A LIME file may consist of several messages.

2.2

File structure

The ILDG binary file has the following structure:1
1

Numbering of messages and records is 1, 2, ...

1

message
#1
...
#n

...
#m
...

record
...
...
...
#i
...
#j
...
...
#1
...

LIME record type
...
...
...
ildg-format...
ildg-binary-data...
...
ildg-data-lfn
...

Where
• Groups are free to introduce their own messages/records and insert them in thelocations indicated by ’...’.
• The records/messages indicated by ’...’ may not exist.
• The first part of the LIME type strings, i.e. all characters until the first dash (’-’),
identifies a namespace.
• Each group introducing their own records should have a unique namespace. These
namespaces should be registered with ILDG to avoid name clashes.
• The order of the messages #n and #m is not fixed, i.e. both #n<#m and #m<#n are
allowed.
• The record ildg-format has to precede the record ildg-binary-data, the orderof the two records is fixed to #i<#j.
• Matching of LIME record times is performed case sensitive.

2.3

Record ildg-format

This record consists of a XML document which contains a minimal set of non-mutableparameters needed to read the binary data. The document has to conform to the schemaprovided in the appendix. Here an example document:<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><ildgFormat xmlns="http://www.lqcd.org/ildg"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.lqcd.org/ildg/filefmt.xsd"><version> 1.0 </version><field> su3gauge </field><precision> 32 </precision><lx> 20 </lx> <ly> 20 </ly> <lz> 20 </lz> <lt> 64 </lt></ildgFormat>

2

2.4

Record ildg-binary-data

This record may contain different kind of fields or other data. Currently, only storing
SU(3) gauge fields is foreseen. The record consists of a sequence of IEEE floating point
numbers. The precision is defined in the ildg-format record. The endianess is fixed to
big.
2.4.1

SU(3) gauge configurations

A SU(3) gauge configuration is a set of SU(3) matrices assigned to the links of a four
dimensional hypercube. If x(n) is a value of a quark field at site n = (n1 , n2 , n3 , n4 ),x† (n)Uµ (n)x(n + µ̂) ≡3X[x† (n)]a [Uµ (n)]ab [x(n + µ̂)]b

(1)

a,b=1

is gauge invariant.
The configuration is stored as 8 (or 7) dimensional array of floating point numbers(or complex numbers). The dimensions ordered from slowest to fastest running index
are (in brackets: C-style index):
1. Site index in time-direction t (t=0,...,NT-1).
2. Site index in space-direction z (z=0,...,NZ-1).
3. Site index in space-direction y (y=0,...,NY-1).
4. Site index in space-direction x (x=0,...,NX-1).
5. Direction index µ (mu=0,...,3, where 0↔ x, 1↔ y, 2↔ z, 3↔ t).
6. Colour index a (a=0, 1, 2).
7. Colour index b (b=0, 1, 2).
8. [Index referencing real (0)/imaginary (1)part (ir=0, 1).]
The corresponding definition of such an array in C (i.e. the rightmost index runs
fastest) is:
double U[NT][NZ][NY][NX][NDIMENSION][NCOLOR][NCOLOR][2];For FORTRAN (i.e. the leftmost index runs fastest) the equivalent statement is:complex U(NCOLOR,NCOLOR,NDIMENSION,NX,NY,NZ,NT)

2.5

Record ildg-data-lfn

This record contains a single string with the logical filename (LFN) used for storing thebinary file in the Grid. The content must be identical to the element <dataLFN> of thecorresponding configuration metadata document.

3

Appendix
2.6

Schema for ildg-format document<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><xs:schema targetNamespace="http://www.lqcd.org/ildg"
xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlns="http://www.lqcd.org/ildg"
elementFormDefault="qualified"attributeFormDefault="unqualified"><xs:simpleType name="fieldType"><xs:restriction base="xs:NMTOKEN"><xs:enumeration value="su3gauge"/></xs:restriction></xs:simpleType><xs:simpleType name="precisionType"><xs:restriction base="xs:NMTOKEN"><xs:enumeration value="32"/><xs:enumeration value="64"/></xs:restriction></xs:simpleType><xs:element name="ildgFormat"><xs:complexType><xs:sequence><xs:element name="version" type="xs:string"/><xs:element name="field" type="fieldType"/><xs:element name="precision" type="precisionType"/><xs:element name="lx" type="xs:integer"/><xs:element name="ly" type="xs:integer"/><xs:element name="lz" type="xs:integer"/><xs:element name="lt" type="xs:integer"/></xs:sequence></xs:complexType></xs:element></xs:schema>

References[1] SciDAC Software Coordinating Committee, “LIME (Version 1.1),”
http://www.physics.utah.edu/∼detar/scidac

49.9 Meta Data Catalog spe i ation

181

ILDG MDC definition
Definition in WSDL•ILDG_MDC.wsdl

Update (2006 March)••

Raw queries (doEnsembleQuery and doConfigrationQuery) are dropped,because of ambiguity between XML databases.
soapenc:string should be xsd:string.

Agenda•Name space of ILDG MDC. The current name space is "mdc.ildg.lqcd.org".

Definition in Java/* query results data structure */class QueryResults {String statusCode; /* status code */String queryTime;/* time Stamp when query is executed */int totalResults;/* total number of matched ensembles */int startIndex;/* same as input */int numberOfResults; /* # of matched query results */String[] results; /* the array of matched XML in string*//* or, the array of EnsembleURI/dataLFN in string*/};/*
StatusCode is one of these:"MDC_SUCCESS""MDC_INVALID_REQUEST""MDC_NO_DATA"*//* Query for Ensemble data, returns the array of EnsembleURIs ofmatched ensembles. */QueryResults doEnsembleURIQuery(
String queryFormat, /* Xpath, or SQL, or ALL */String queryString, /* Xpath expression or SQL expression */int startIndex,/* the start index to be returned */int maxResults/* maximum # of to be returned */);/* Query for Ensemble data, returns the array of configuration
data LFN of matched metadata */QueryResults doConfigrationLFNQuery(
String queryFormat, /* Xpath, or SQL, or ALL */String queryString, /* Xpath expression or SQL expression */int startIndex,/* the start index to be returned */int maxResults/* maximum # of to be returned */);class MetadataResult {String statusCode; /* status code */String document;/* XML documents in string */};MetadataResult getConfigurationMetadata(
String configurationLFN;/* LFN of requested data */);MetadataResult getEnsembleMetadata(
String ensembleURI;/* URI of requested data */);class MDCinfo {String version; /* version supported in this MDC */String queryTypes[]; /* supported query formats */String groupName; /* group name running this MDC */String groupURL; /* group info URL *//* .... ? ... more ? */};/* get MDC information and status */MDCinfo getMDCinfo();

Comments
•

•
•

•

•

Have both raw query and LFN/URI query. As we discussed, the raw query
supports general query interface by Xpath or SQL, and LFN/URI query returns
the array of configurationLFN or ensembleURI.
Change the names of the functions for raw query and LFN/URI query to makethem more clear.
It would be useful to have the function to retrieve the metadata XML docuemnts
by configurationLFN or ensembleURL. It is possible to do this by this raw query,but it is sometimes costly.
Have the functions to get the status and information of MDC. It may return theversion and the query format supported by the MDC. Especially, the version
info will be useful to extend our MDC services.
Add the time stamp field in queryResults.

Mitsuhisa Sato, Last modified: Thu Dec 8 18:35:14 JST 2005

1/4 ページ<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>- <wsdl:definitions targetNamespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org"
xmlns:apachesoap="http://xml.apache.org/xml-soap"
xmlns:impl="urn:mdc.ildg.lqcd.org" xmlns:intf="urn:mdc.ildg.lqcd.org"
xmlns:soapenc="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
xmlns:wsdl="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"
xmlns:wsdlsoap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/"
xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">- <wsdl:types>- <schema targetNamespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org"
xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"><importnamespace="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" />- <complexType name="ArrayOf_xsd_string">- <complexContent>- <restriction base="soapenc:Array"><attribute ref="soapenc:arrayType"wsdl:arrayType="xsd:string[]" /></restriction></complexContent></complexType>- <complexType name="QueryResults">- <sequence><element name="statusCode" nillable="true"
type="xsd:string" /><element name="queryTime" nillable="true"
type="xsd:string" /><element name="totalResults" type="xsd:int" /><element name="startIndex" type="xsd:int" /><element name="numberOfResults" type="xsd:int" /><element name="results" nillable="true"
type="impl:ArrayOf_xsd_string" /></sequence></complexType>- <complexType name="MetadataResult">- <sequence><element name="document" nillable="true" type="xsd:string" /><element name="statusCode" nillable="true"
type="xsd:string" /></sequence></complexType>- <complexType name="MDCinfo">- <sequence><element name="groupName" nillable="true"
type="xsd:string" /><element name="groupURL" nillable="true" type="xsd:string" /><element name="queryTypes" nillable="true"
type="impl:ArrayOf_xsd_string" /><element name="version" nillable="true" type="xsd:string" /></sequence></complexType></schema></wsdl:types>- <wsdl:message name="getConfigurationMetadataRequest"><wsdl:part name="configurationLFN" type="xsd:string" /></wsdl:message>- <wsdl:message name="getConfigurationMetadataResponse">

http://www.lqa.ccs.tsukuba.ac.jp/WS/ILDG_MDC.wsdl

2006/04/24

2/4 ページ<wsdl:part name="getConfigurationMetadataReturn"
type="impl:MetadataResult" /></wsdl:message><wsdl:message name="getMDCinfoRequest" />- <wsdl:message name="getEnsembleMetadataResponse"><wsdl:part name="getEnsembleMetadataReturn"
type="impl:MetadataResult" /></wsdl:message>- <wsdl:message name="doConfigurationLFNQueryResponse"><wsdl:part name="doConfigurationLFNQueryReturn"
type="impl:QueryResults" /></wsdl:message>- <wsdl:message name="doEnsembleURIQueryRequest"><wsdl:part name="queryFormat" type="xsd:string" /><wsdl:part name="queryString" type="xsd:string" /><wsdl:part name="startIndex" type="xsd:int" /><wsdl:part name="maxResults" type="xsd:int" /></wsdl:message>- <wsdl:message name="getEnsembleMetadataRequest"><wsdl:part name="ensembleURI" type="xsd:string" /></wsdl:message>- <wsdl:message name="doEnsembleURIQueryResponse"><wsdl:part name="doEnsembleURIQueryReturn"
type="impl:QueryResults" /></wsdl:message>- <wsdl:message name="doConfigurationLFNQueryRequest"><wsdl:part name="queryFormat" type="xsd:string" /><wsdl:part name="queryString" type="xsd:string" /><wsdl:part name="startIndex" type="xsd:int" /><wsdl:part name="maxResults" type="xsd:int" /></wsdl:message>- <wsdl:message name="getMDCinfoResponse"><wsdl:part name="getMDCinfoReturn" type="impl:MDCinfo" /></wsdl:message>- <wsdl:portType name="MDCInterface">- <wsdl:operation name="doEnsembleURIQuery"parameterOrder="queryFormat queryString startIndex maxResults"><wsdl:input message="impl:doEnsembleURIQueryRequest"
name="doEnsembleURIQueryRequest" /><wsdl:output message="impl:doEnsembleURIQueryResponse"
name="doEnsembleURIQueryResponse" /></wsdl:operation>- <wsdl:operation name="doConfigurationLFNQuery"parameterOrder="queryFormat queryString startIndex maxResults"><wsdl:input message="impl:doConfigurationLFNQueryRequest"
name="doConfigurationLFNQueryRequest" /><wsdl:output message="impl:doConfigurationLFNQueryResponse"
name="doConfigurationLFNQueryResponse" /></wsdl:operation>- <wsdl:operation name="getEnsembleMetadata"
parameterOrder="ensembleURI"><wsdl:input message="impl:getEnsembleMetadataRequest"
name="getEnsembleMetadataRequest" /><wsdl:output message="impl:getEnsembleMetadataResponse"
name="getEnsembleMetadataResponse" /></wsdl:operation>- <wsdl:operation name="getConfigurationMetadata"

http://www.lqa.ccs.tsukuba.ac.jp/WS/ILDG_MDC.wsdl

2006/04/24

3/4 ページ

parameterOrder="configurationLFN"><wsdl:input message="impl:getConfigurationMetadataRequest"
name="getConfigurationMetadataRequest" /><wsdl:output message="impl:getConfigurationMetadataResponse"
name="getConfigurationMetadataResponse" /></wsdl:operation>- <wsdl:operation name="getMDCinfo"><wsdl:input message="impl:getMDCinfoRequest"
name="getMDCinfoRequest" /><wsdl:output message="impl:getMDCinfoResponse"
name="getMDCinfoResponse" /></wsdl:operation></wsdl:portType>- <wsdl:binding name="mdcSoapBinding" type="impl:MDCInterface"><wsdlsoap:binding style="rpc"transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http" />- <wsdl:operation name="doEnsembleURIQuery"><wsdlsoap:operation soapAction="" />- <wsdl:input name="doEnsembleURIQueryRequest"><wsdlsoap:body
encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
namespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org" use="encoded" /></wsdl:input>- <wsdl:output name="doEnsembleURIQueryResponse"><wsdlsoap:body
encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
namespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org" use="encoded" /></wsdl:output></wsdl:operation>- <wsdl:operation name="doConfigurationLFNQuery"><wsdlsoap:operation soapAction="" />- <wsdl:input name="doConfigurationLFNQueryRequest"><wsdlsoap:body
encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
namespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org" use="encoded" /></wsdl:input>- <wsdl:output name="doConfigurationLFNQueryResponse"><wsdlsoap:body
encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
namespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org" use="encoded" /></wsdl:output></wsdl:operation>- <wsdl:operation name="getEnsembleMetadata"><wsdlsoap:operation soapAction="" />- <wsdl:input name="getEnsembleMetadataRequest"><wsdlsoap:body
encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
namespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org" use="encoded" /></wsdl:input>- <wsdl:output name="getEnsembleMetadataResponse"><wsdlsoap:body
encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
namespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org" use="encoded" /></wsdl:output></wsdl:operation>- <wsdl:operation name="getConfigurationMetadata"><wsdlsoap:operation soapAction="" />http://www.lqa.ccs.tsukuba.ac.jp/WS/ILDG_MDC.wsdl

2006/04/24

4/4 ページ- <wsdl:input name="getConfigurationMetadataRequest"><wsdlsoap:body
encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
namespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org" use="encoded" /></wsdl:input>- <wsdl:output name="getConfigurationMetadataResponse"><wsdlsoap:body
encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
namespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org" use="encoded" /></wsdl:output></wsdl:operation><wsdl:operation
name="getMDCinfo"><wsdlsoap:operation soapAction="" />- <wsdl:input name="getMDCinfoRequest"><wsdlsoap:body
encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
namespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org" use="encoded" /></wsdl:input>- <wsdl:output name="getMDCinfoResponse"><wsdlsoap:body
encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
namespace="urn:mdc.ildg.lqcd.org" use="encoded" /></wsdl:output></wsdl:operation></wsdl:binding></wsdl:definitions>

http://www.lqa.ccs.tsukuba.ac.jp/WS/ILDG_MDC.wsdl

2006/04/24

102004 年度〜2005 年度格子 QCD 論文リスト

10.1

学術雑誌発表論文

1. Ve tor meson masses in 2+1 avor Wilson Chiral Perturbation Theory
S. Aoki, O. Baer and S. Takeda
hep-lat/0601019 (2006)
2. Pseudo s alar meson masses in Wilson Chiral Perturbation Theory for 2+1 avors
S. Aoki, O. Baer, T. Ishikawa and S. Takeda
Phys. Rev. D73 (2006) 014511
3. Nonperturbative O(a) improvement of the Wilson quark a tion with the RG-improved
gauge a tion using the S hrodinger fun tional method
CP-PACS and JLQCD Collaborations: S. Aoki, M. Fukugita, S. Hashimoto, K-I. Ishikawa,N. Ishizuka, Y. Iwasaki, K. Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi, M. Okawa, S. Takeda, Y.
Tanigu hi, N. Tsutsui, A. Ukawa, N. Yamada, T. Yoshie
Phys.Rev. D73 (2006) 034501
4. Neutron ele tri dipole moment from latti e QCD
E. Shintani, S. Aoki, N. Ishizuka, K. Kanaya, Y. Kikukawa, Y. Kuramashi, M. Okawa, Y.
Tanig hi, A. Ukawa, T. Yoshie
Phys.Rev. D72 (2005) 014504
5. I=2 Pion S attering Length from Two-Pion Wave Fun tions
CP-PACS Collaboration: S. Aoki, M. Fukugita, K-I. Ishikawa, N. Ishizuka, Y. Iwasaki, K.
Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi, M. Okawa, A. Ukawa, T. Yamazaki, T. Yoshie
Phys.Rev. D71 (2005) 094504
6. Perturbative determination of mass dependent renormalization and improvement oefients for the heavy-light ve tor and axial-ve tor urrents with relativisti heavy anddomain-wall light quarks
N. Yamada, S. Aoki and Y. Kuramashi
Nu l. Phys. B713 (2005) 407-437
7. A s aling study of the step s aling fun tion in SU(3) gauge theory with improved gaugea tions
CP-PACS Collaboration: S. Takeda, S. Aoki, M. Fukugita, K-I. Ishikawa, N. Ishizuka, Y.
Iwasaki, K. Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi, M. Okawa, Y. Tanigu hi, A. Ukawa, T.
YoshiePhys.Rev. D70 (2004) 074510
8. Non-perturbative O(a)-improvement of Wilson quark a tion in three- avor QCD with plaquette gauge a tion
CP-PACS and JLQCD Collaborations: N.Yamada, S.Aoki, M.Fukugita, S.Hashimoto, KI.Ishikawa, N.Ishizuka, Y.Iwasaki, K.Kanaya, T.Kaneko, Y.Kuramashi, M.Okawa, Y.Tanigu hi,
189

N.Tsutsui, A.Ukawa, T.Yoshie
Phys.Rev. D71 (2005) 054505
9. Non-perturbative renormalization of meson de ay onstants in quen hed QCD for a renormalization group improved gauge a tion
CP-PACS Collaboration: K. Ide, S. Aoki, R. Burkhalter, M. Fukugita, S. Hashimoto, K.-I.
Ishikawa, T. Ishikawa, N. Ishizuka, Y. Iwasaki, K. Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi, V.
Lesk, M. Okawa, Y. Tanigu hi, T. Umeda, A. Ukawa, T. Yoshie
Phys.Rev. D70 (2004) 074502
10. Perturbative determination of mass dependent O(a) improvement oeÆ ients for the ve tor
and axial ve tor urrents with a relativisti heavy quark a tion
S. Aoki, Y. Kayaba and Y. Kuramashi
Nu l. Phys. B689 (2004) 127-156
11. A perturbative determination of mass dependent O(a) improvement oeÆ ients in a relativsti heavy quark a tion
S. Aoki, Y. Kayaba, Y. Kuramashi
Nu l. Phys. B697 (2004) 271-301
12. Light hadron spe tros opy in two- avor QCD with small sea quark masses
CP-PACS Collaboration: Y. Namekawa, S. Aoki, M. Fukugita, K-I. Ishikawa, N. Ishizuka,
Y. Iwasaki, K. Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi, V. I. Lesk, M. Okawa, A. Ukawa, T.
Umeda, T. Yoshie
Phys.Rev. D70 (2004) 074503
13. Latti e QCD al ulation of the proton de ay matrix element in the ontinuum limit
CP-PACS and JLQCD Collaborations: N. Tsutsui, S. Aoki, M. Fukugita, S. Hashimoto,
K-I. Ishikawa, N. Ishizuka, Y. Iwasaki, K. Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi, M. Okawa,T. Onogi, Y. Tanigu hi, A. Ukawa, T. Yoshie
Phys.Rev. D70 (2004) 111501
14. I=2  S attering Phase Shift with two Flavors of O(a) Improved Dynami al Quarks
CP-PACS Collaboration: T. Yamazaki, S. Aoki, M. Fukugita, K-I. Ishikawa, N. Ishizuka,
Y. Iwasaki, K. Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi, M. Okawa, A. Ukawa, T. Yoshie
Phys.Rev. D70 (2004) 074513
15. Non-perturbative al ulation of ZV and ZA in domain-wall QCD on a nite box
CP-PACS Collaboration: S. Aoki, M. Fukugita, N. Ishizuka, Y. Iwasaki, K. Kanaya, T.
Kaneko, Y. Kuramashi, M. Okawa, Y. Tanigu hi, A. Ukawa, T. Yoshie
Phys.Rev. D70 (2004) 034503

190

10.2

国際会議プロシーディングス

10.2.1

招待総合報告1. Akira Ukawa
Hadron Spe trum from Latti e QCD
Talk given at the International Conferen e on QCD and Hadroni Physi s, Beijing, June
16-20, 2005
To appear in the Pro eedings (hep-lat/0509142).
2. Akira Ukawa
Latti e QCD: Status and Prospe t
Talk given at the XXVth Physi s in Collision, Prague, Cze h Republi , 6-9 July, 2005
To appear in the Pro eedings
3. Sinya Aoki
QCD Phases in Latti e QCD
Talk given at the International Conferen e on QCD and Hadroni Physi s, Beijing, 16-20
June, 2005
To appkear in the Pro eedings
10.2.2

原著発表

1. The PACS-CS Proje t
PACS-CS Collaboration: S. Aoki, K.-I. Ishikawa, T. Ishikawa, N. Ishizuka, K. Kanaya, Y.
Kuramashi, M. Okawa, K. Sasaki, Y. Tanigu hi, N. Tsutsui, A. Ukawa, T. Yoshie
talk presented at Latti e 2005 (algorithm and ma hines), Trinity College, Dublin, Ireland,
25-30 Jul 2005
PoS LAT2005 (2005) 111
2. Light hadron spe trum and quark masses in 2+1 avor QCD
CP-PACS and JLQCD Collaborations: T. Ishikawa, S. Aoki, O. Baer, M. Fukugita, S.
Hashimoto, K.-I. Ishikawa, N. Ishizuka, Y. Iwasaki, K. Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi,
M. Okawa, Y. Tanigu hi, N. Tsutsui, A. Ukawa, T. Yoshie
PoS LAT2005 (2005) 057
3. Neutron ele tri dipole moment on the latti e Eigo Shintani, S. Aoki, N. Ishizuka, K.
Kanaya, Y. Kikukawa, Y. Kuramashi, M. Okawa, A. Ukawa, T. Yoshie
talk presented at Latti e 2005 (Chiral fermions), Trinity College, Dublin, Ireland, 25-30
Jul 2005
PoS LAT2005 (2005) 128
4. Light hadron spe trum in 2+1 avor full QCD by CP-PACS and JLQCD Collaborations
T. Ishikawa, S. Aoki, M. Fukugita, S. Hashimoto, K-I. Ishikawa, N. Ishizuka, Y. Iwasaki,
K. Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi, M. Okawa, T. Onogi, N. Tanigu hi, N. Tsutsui, A.
191

Ukawa, T. Yoshie
Talk presented at Latti e2004(spe trum), Fermilab, June 21-26, 2004
Nu l. Phys. B(Pro . Suppl.) 140 (2005) 225-227
5. A s aling study of the step s aling fun tion of quen hed QCD with improved gauge a tions
CP-PACS Collaboration: S. Takeda, S. Aoki, M. Fukugita, K-I. Ishikawa, N. Ishizuka, Y.
Iwasaki, K. Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi, M. Okawa, Y. Tanigu hi, A. Ukawa, T.
YoshieTalk presented at Latti e2004(improved), Fermilab, June 21-26, 2004
Nu l. Phys. B(Pro . Suppl.) 140 (2005) 740-742
6. Charmed meson spe tra and de ay onstants with one-loop O(a) improved relativisti
heavy quark a tion
Y. Kayaba, S. Aoki, M. Fukugita, K-I. Ishikawa, Y. Iwasaki, K. Kanaya, T. Kaneko, Y.
Kuramashi, M. Okawa, A. Ukawa, T. Yoshie
Talk presented at Latti e2004(heavy), Fermilab, June 21-26, 2004
Nu l. Phys. B(Pro . Suppl.) 140 (2005) 479-481
7. Status of International Latti e Data Grid { An Overview {Akira Ukawa
talk presented at Latti e2004(ILDG),Fermilab, June 21-26, 2004
8. I=2 Pion S attering Length from Two-Pion Wave Fun tion
CP-PACS Collaboration: S. Aoki, M. Fukugita, K-I. Ishikawa, N. Ishizuka, Y. Iwasaki, K.
Kanaya, T. Kaneko, Y. Kuramashi, M. Okawa, A. Ukawa, T. Yamazaki, T. Yoshie
Talk presented at Latti e2004(spe trum), Fermilab, June 21-26, 2004
Nu l. Phys. B(Pro . Suppl.) 140 (2005) 305-307
9. Chiral extrapolations with small sea quark mass data in two- avor latti e QCD
CP-PACS Collaboration: Y.Namekawa, S.Aoki, M.Fukugita, K-I.Ishikawa, N.Ishizuka,
Y.Iwasaki, K.Kanaya, T.Kaneko, Y.Kuramashi, V.I.Lesk, M.Okawa, A.Ukawa, T.Umeda,
T.Yoshie
Talk presented at Latti e2004(spe trum), Fermilab, June 21-26, 2004
Nu l. Phys. B(Pro . Suppl.) 140 (2005) 314-316

192

11

ILDG Workshop プログラム及び参加者リスト

11.1 First ILDG Workshop 19-20 De ember 2002
Organized by

National e-S ien e Center, Edinburgh, UK

Attended by

UK: University of Edinburgh
USA: Je erson National A elerator Fa ility
Japan: Center for Computational Physi s, University of Tsukuba
ProgramThursday 19 De ember
0900 Introdu tion : Ri hard Kenway
0930 Grid A tivities in Japan : Tomoteru Yoshie
1100 Gauge Conne tion : Jim Hetri k1200 LATFOR : Karl Jansen
1300 lun h1400 Grid A tivities at Jefferson Lab : Chip Watson
1500 UK QCDgrid Proje t : Chris Maynard and Balint Joo
1930 dinner at the Chapterhouse
Friday 20 De ember
0900 Summary : Ri hard Kenway
1000 Middleware : Alan Irving
1130 Metadata : Tony Kennedy
1300 lun h1400 Opportunities for Collaboration : Christine Davies
1500 A tions : Ri hard Kenway
1600 Finish

11.2 Se ond ILDG Workshop 2 May 2003
Organized by

National e-S ien e Center, Edinburgh UK

Attended by

Cyprus, Edinburgh, FNAL, JLab, Teikyo, Tsukuba
Program
0930 introdu tion (Kenway)
0945 XML refresher ourse (Joo)193

1000 QCDML: strategy and standard onfiguration format (Yoshie)
1020 QCDML: physi s (Maynard)1040 QCDML: ma hine and management (Pleiter)
1100 dis ussion and re ommendations for metadata working group1145 data binding (M Neile)
1200 break
1300 getting data out of XML do uments (Joo)1330 I/O and the US S iDAC API for latti e QCD pdf (Edwards)
1400 middleware working group report (Ja kson)
1430 dis ussion and re ommendations for middleware working group1515 plans for Lat03 and next ILDG workshop
1600 lose

11.3 Third ILDG Workshop 5 De ember 2003
Organized by

National e-S ien e Center, Edinburgh UK

Attended by

Utah, Fermilab, Boston, JLab, Edinburgh, Zeuthen, Tsukuba
Program
12:00 ILDG Organisation (Kenway)
appointment of o- onvenors for the Middleware WG
establishment of the ILDG Board
issues for the Board, eg guidelines for data sharing, a ess poli y
12:30 Report of the Middleware WG (Joo/Sato)statusissuesplan for the next phase
13:30 Report of the Metadata WG (Yoshie/Maynard)
progress and status
summary of urrent dis ussions
dis ussions in luding omments from S iDAC
14:30 Demonstrations
prototype middleware omponents (Neilsen)
metadata servi es (Androni o)
CP-PACS browser (Sato)
QCDgrid (Maynard)
15:15 Dis ussion
obje tives for Lat04
approval of WG plans
16:00 end194

Summary Note by R. Kenway

 ILDG Board

This was established with one member from ea h ountry to de ide poli y and oversee
the working groups. The initial membership is Brower (US), Jansen (Germany), Kenway(UK), Ukawa (Japan).
The hairperson will rotate on an annual basis, hanging at the Latti e Conferen e. Kenway, having e e tively a ting as hairperson for the past year, handed the hair to Ukawa
at the end of the meeting.
The Board is harged with expanding the membership, seeking the allo ation of resour es
from their national proje ts, and onsidering the a ess poli y for ILDG data and guidelines for data sharing.
The hairperson is responsible for organising the 6 monthly workshops, thereby spreading
time-zone dis omfort.

 Middleware WG

The WG should be rea tivated with Joo, Sato and Watson as o- onvenors, plus the urrent membership.
The WG should dis uss and agree rst the ar hite ture, then submit to the ILDG Boarda workplan together with the resour es available or required to arry it out.
Joo will ir ulate a note about DIME en apsulation to both working groups for its onsideration as a standard.

 Considerable progress was reported towards agreement with S iDAC on the gauge on g-

uration s hema. The rst priority of the working group is to on rm this standard.
The se ond priority is to spe ify a standard gauge on guration le format and demonstrate a working implementation. The third priority is to onsider s hemas and standard
le formats for derived data.

11.4 Fourth ILDG Workshop May 21 2004
Organized byCenter for Computational S ien es, University of Tsukuba
Attended byFermilab, Boston, Jlab, Edinburgh, Zeuthen, Tsukuba
Program
19:00-19:05 Opening
19:05-20:05 Report of the Metadata WG (Yoshie/Maynard)
Report from the WG C. Maynard
Dis ussions
20:05-21:05 Report of the Middleware WG (Watson/Joo/Sato)

195

Status report/SRM/Jlab repli a Catalog C. Watson
Use ases and FNAL prototype E. Neilsen
CCS proposal for metadata atalog interfa e M. Sato
Future plans
Dis ussions
21:05-21:15 break
21:15-21:45 "format" issues
What are the issues? T. Yoshie
Dis ussions 20 minutes
21:45-22:15 Report of ILDG-related a tivities- status of domesti resour e sharing USA: S iDAC R. Brower
UK: UKQCD
R. Kenway
Germany: LatFor K. Jansen
Japan: HEPNET-J/s S. Hashimoto
Dis ussions
22:00-22:45 Dis ussions
International LFT Network a tivity plan S. Aoki
Planning for the next phaseToward Latti e 2004
Closing 23:00
Next ILDG workshop

Summary Note by A. Ukawa

 Metadata WG

QCDML v1.0 was presented and agreed upon. The WG will pro eed to omplete do umentation by Lat04, and release it.
The issue of "referen e" was dis ussed. It was on luded that a referen e to a publishedpaper is re ommended but not required when submitting on gurations to ILDG.
It was suggested, and agreed upon, that an informal tutorial be s heduled at Lat04 so thatpeople in the ommunity learn about QCDML and begin to use it.

 Middleware WG

Present status of the omponents development was presented. This in luded metadata
atalog, repli a atalog, SRM and others.
ILDG use ases and FNAL prototype was presented and dis ussed.
CCS proposal of metadata atalog was presented and dis ussed . It was agreed that the
WG pro eeds with the urrent plan of development.

 Format issues

Status of resour e sharing in USA/UK/Germany/Japan was reported. Issues related to196international data sharing were dis ussed. It was agreed upon that these points be reported
at Lat04 to the ommunity to get ba k responses and omments.

 Toward Lat04

LOC provides 60 minutes to ILDG. Plan 15 minutes for general report, 15 minutes for
QCDML v1.0, 15 minutes for middleware development, and 15 minutes to get a feedba kfrom audien e. S hedule an informal tutorial on QCDML.

 Next Workshop

De ember 3rd (Fri) 19:00-23:00 Japan time (GMT+9). Use only VRVS for the workshop.

11.5 Fifth ILDG Workshop De ember 3, 2004
Organized byCenter for Computational S ien es, University of Tsukuba
Attended by

Edinburgh, Liverpool, Zeuthen, Marseille, Orsay, Boston, Jlab, FNAL, Utah, Addelaide, Tsukuba
Program
19:00-19:05 Opening
19:05-19:15 Metadata WG
Status report T.Yoshie (Tsukuba)
Dis ussions
19:15-20:15 Middleware WG ( hair M. Sato)
Status report B. Joo (Edinbufgh)
Dis ussions
20:15-21:15 Data format ( hair T. Yoshie)
Status report C. Watson (JLAB)
Dis ussions 30 minutes
21:15-21:30 Break
21:30-22:30 ILDG Implementation status ( hair A. Ukawa)
Germany D. Pleiter (Zeuthen)England C. Maynard (Edinburgh)
USA C. DeTar (Utah)
Japan M. Sato (Tsukuba)
Dis ussions (in l. issues of CA)
22:30-23:00 Status of data generation and sharing ( hair A. Ukawa)
Germany K. Jansen (Zeuthen)England R. Kenway (Edinburgh)
USA R. Brower(Boston)Japan T. Yoshie (Tsukuba)
Dis ussions
23:00-23:25 Planning for 2005 ( hair A. Ukawa)197

target for 2005
ILDG Board hair for 2005s hedule of the 6th ILDG Workshop
Closing 23:25-23:30

Summary Note by A. Ukawa

 Metadata WG

QCDml is now v1.1. It was suggested that the WG dis uss possible extension of QCDml
to in lude observables.

 Middleware WG

It was agreed that the WG works upon the following premises: The task of the WG is
to standardise servi es and lient/server interfa es. Client/Appli ation writing is a lo al
implementation issue left to ollaborations. If a ollaboration A repli ates on gurations
from the site of another ollaboration B, it is the task of the ollaboration A to inform
this to the Repli a Catalogue of ollaboration B.
Progress in detailing the middleware whi h was made at the WG meeting in Edinburgh(25-27 O tober) was presented. The WG suggested, and the Workshop onsented, thatthe target date for produ tion of middleware is optimisti ally to be De ember 2005, andrealisti ally to be June 2006.
Another WG meeting is planned between May and De ember 2005, possibly in Japan.
This is expe ted to be a small meeting of those a tively parti ipating in the work.
It was requested, and the WG onsented, that the ILDG middleware spe i ations be
written up as a do ument.

 Data Format issue

Dis ussions of the Metadata and Middleware WG s on the data format was presented,
and a proposal to explore a on ensus along LIME was made.
It was proposed, and agreed upon, that the two WG s ontinue work along this line, andrea h data format version 1.0 by the end of February, 2004.

 ILDG implementation status

Germany, UK, USA and Japan presented the status of implementation. Germany now
has prototype MDC and 4 Storage Elements set up. UK is modifying its QCDGrid to
ILDG standards. In USA, JLAB implemented SRMv2 and a running RC, FNAL has aprototype MDC running and SRMv1 (to be updated to v2), BNL will install SRMv2. In
Japan, prototype MDC and RC are being built.
Con erning CA, Germany uses GridKA, UK uses e-S ien e, USA uses DOE S ien e Grid
, and Japan is onsidering several alternatives.

 Data generation and sharing

Germany, UK, USA and Japan presented the status of data generation. See the presentation materials for details.
198

Issues of data sharing were dis ussed. Ongoing e ort to oordinate on guration generation on the three QCDOC ma hines in UK and USA was mentioned. Dis ussions within
S iDAC on possible guidelines was reported. The importan e of international point ofview was stressed. It was agreed upon that dis ussion on this issue to be ontinued at theILFTNetwork meeting in Edinburghin Mar h 2005.

 Target for 2005

It was agreed that the following be the target for 2005:
The Middleware and Metadata WG s should rea h data format version 1.0 by the end of
February 2004.
Collaborations should produ e middleware optimisti ally by De ember 2005, and realistially by June 2006.
Invite other ountries to ILDG.

 ILDG Board Chair for 2005

Akira Ukawa handed the hair to Ri hard Brower at the end of the meeting Next Workshop

12 May, 2005. Time to be determined.

11.6 Sixth ILDG Workshop May 12, 2005
Organized byCenter for Computational S ien es, Boston University

Attended by

Tsukuba, Marseille, Boston, FNAL, Zeuthen, Jueli h, Chi ago, Utah, Tirana, Liverpool, Indiana, Edinburgh, Mos ow, Orsay, Yale
Program
7:00-7:05 Opening
7:05-7:40 Metadata WG( hair T. Yoshie)
Status report D. Pleiter
Dis ussions
7:40-8:15 Middleware WG ( hair C. Watson)
Status report C. Watson
Dis ussions on S hedule and Do umentation
8:15-8:50 ILDG Implementation status( hair D. Holmgren)Germany D. Pleiter (Zeuthen)England C. Maynard (Edinburgh)
USA C. DeTar (Utah)
Japan M. Sato (Tsukuba)
Dis ussions on readiness to Write/Read ILDG files

199

9:15-9:30 Break
9:30-10:05 Plans for data generation and ar hiving on ILDG ( hair A. Ukawa)
Germany K. Jansen (Zeuthen)England R. Kenway (Edinburgh)
USA C. DeTar(Utah)
Japan T. Yoshie (Tsukuba)
Dis ussions
10:05-10:25 Planning ( hair R. Brower)
Latti e 2005 Presentation
Targets for 2005s hedule of the 7th ILDG Workshop
10:25-10:30 Closing

Minutes of the Meeting note by C. Detar-----------------------------------------------------------------------Pleiter presentation of binary format:-----------------------------------------------------------------------Dis ussion
Watson: Who will use this format?
Edinburgh: UKQCD will use it.
Tsukuba: We plan to use it.
Utah: S iDAC will use it, of ourse.
Brower: It would be good to have a working example.
Brower: Should we be onverting latti es already in the NERSC ar hive?
DeTar: Do we have a volunteer to do this?. Certainly latti es thatare being generated now should be put in the ILDG format.
Ensembles that are still being grown should be onverted. Thisis just a matter of labor.
-----------------------------------------------------------------------Watson presentation of middleware effort-----------------------------------------------------------------------(See the updated version of his talk to get links to an Adelaide
demonstration of a repli a atalog implementation.)
Sato: Can the metatadata have a GFN?
Watson: I think it an.
Sato: It needs some identifier.
Watson: If you ask for a GFN in an ensemble query, you would get the
GFN for the XML metadata do ument?
Watson: My preferen e would be not to support the retrieval of themetadata through the repli a atalog.
Ernst (DESY): How does the group membership work? Where is themembership file kept?

200

Watson: X.509 ertifi ates are used to verify membership.
When the file is added to the repository, the group ownershipis registered. Anyone an reate a group. There is no masterlist. When someone wants to a ess the file, the ertifi ates
are he ked.
Ernst: How are repli as tra ked?
Watson: We are reating the interfa e. Anyone an implement it as
they wish.
Ernst: These tools already exist. Would Adelaide share their work,for example?
Watson: I was told, yes. We should put up a web page with sharable
implementations.
Brower: Yes, that is a good idea. But we should have one gold-plated,
re ommended implementation. Variety is the enemy of simpli ity.
-----------------------------------------------------------------------Dirk Pleiter
Chris Maynard
Implementation plans
C. DeTar
M. Sato-----------------------------------------------------------------------Watson: Dirk, are you using SRM-1?
Pleiter: We are using the FNAL version, whi h should be up-to-date
Zeuthen: Have we agreed to return the whole XML and not just a fragment?
Watson: This is under dis ussion. There will be a fa e-to-fa emeeting.
Brower: Is O tober a good time?
Edinburgh: We found the Indi e database ran very slowly and are now
using Exist.
Watson: Could you please post details to the working group?
-----------------------------------------------------------------------Karl Jansen
Chris Maynard
C. DeTarpresentation of data generating and sharing plans
Tomoteru Yoshie-----------------------------------------------------------------------Gottlieb: What is the latti e spa ing for the DWF set?
Maynard: (1.8 GeV)^-1
Ukawa: Where are the onfigurations being generated?
Maynard: Both Riken and UKQCD
Jansen: What about staggered fermion fgs?
Maynard: Yes
Maynard: Will MILC be using the RHMC algorithm?

201

DeTar: We are onsidering it and eagerly awaiting results of your experien e.
Ukawa: How many traje tories are planned?
DeTar: We would like to generate 3000 time units.
(i.e. a few hundred latti es)
Brower: We need a systemati way to posting with ILDG the plans forgenerating latti es in advan e of submission. This would help planning.
Ukawa: It was agreed in a previous ILDG meeting that ollaborations would
put this information on the ILDG web site.
Brower: We should start doing this. Should we also be integrating thisinformation into the database?
Ukawa: Isn't it easier to just look it up on the web site?
Maynard: If the QCDML is already available, in prin iple it an be done.
-----------------------------------------------------------------------File format dis ussion-----------------------------------------------------------------------Ukawa: We need to adopt formally the proposed file format.
Brower: Can we have a show of hands?
[ The format adoption was unanimous. ℄-----------------------------------------------------------------------Latti e '05 presentation-----------------------------------------------------------------------Brower: Should we have another Latti e presentation?
Jansen: I think it is important to tell our olleagues what we are doing,both with middleware and file format.
Brower: I am told we will have an evening session.
Ukawa: We had a one hour slot last time and about 45 min for a tutorial.
Brower: I will pass it on to M Neile.
Ukawa: It would be better to use the plenary session room.
Brower: I will try.
-----------------------------------------------------------------------Grid oordination-----------------------------------------------------------------------Ernst (DESY): We need a on erted effort to oordinate.
Watson: Starting from the ISDL we produ ed, we an start developingfrom the existing interfa es. The O tober meeting will be a goodtime to oordinate.
Ernst: The timetable is quite aggressive. How will it be rea hed?
My feeling is that the existing do umentation isn't suffi ientto allow implementers to join the effort.
Watson: Let's look at how Adelaide did it. They used the existing
do umentation.
Please post your omments to the MW working group.

202

Edinburgh: I think the urrent do umentation is not suffi ient.
Sato: I also think we need to improve the do umentation. Can you
post the interfa e agreement rea hed at Edinburgh?
Watson: I an do it, in luding ommentary.
-----------------------------------------------------------------------Meeting adjourned 2 PM GMT.
Next meeting De ember 8, 2005 Starting at 7 AM US-EST.

11.7 Seventh ILDG Workshop De 8 2005
Organized byCenter for Computational S ien es, Boston University

Attended by

Boston, DESY Zeuthen, Edinburgh, Fermilab, Je erson Lab, Juli h, Liverpool, Orsay, Tsukuba,
Yale, U. Pa i
Program
6:30-6:35 Opening (Brower)
6:35-7:10 Metadata WG( hair Dirk Plieiter)
Status report Tomoteru Yoshie
Dis ussions
7:10-8:15 Middleware WG ( hair Chip Watson)
Status report Balint Joo
Dis ussions
8:15-8:20 Status of Nat'l Grids and Readiness for ILDG( hair D. Holmgren )Australia (Coddington's slides posted)
LatFor D. Plieiter
UK C. Maynard
USA Balint Joo
Japan M. Sato
Dis ussions
8:20-8:35 Break
8:35-9:10 Plans for data generation and ar hiving on ILDG ( hair A. Ukawa)
INFN (Tripi ione's note posted)
LatFor Karl Jansen
UK Chris Maynard
USA Jim Simone
Japan H. Matsufuru
Dis ussions
9:10-9:25 Planning (new hair Karl Jansen)
Latti e 2005 Presentation

203

Targets for 2005
S hedule of the 8th ILDG Workshop
9:25-9:30 Closing

Summary
Opening (Brower)
Metadata WG ( hair D. Pleiter)
Status report T. Yoshie
Comment from D. Pleiter:
Request or feedba k on QCDml-1.2 to see whether also those agree
who did not follow the (lengthy) dis ussions on the mailing list.
Sin e the omment was not very audible in the session, you an
send your feedba k to Dirk at <Dirk.PleiterDESY.de>
Middleware WG ( hair C. Watson)
Status report B. Joo
Question from R. Brower expressing on ern about metadata atalogs
and repli a atalogs lo ated behind firewalls. C. Watson
ommented that this will not be a problem.
Status of Nat'l Grids & Readiness for ILDG ( hair D. Holmgren)
Australia P. Coddington (not present, slides read aloud)LatForD. Pleiter
Question from C. Maynard: What does LFC mean?
Answer: LCG file atalog.
Plans for data generation and ar hiving on ILDG ( hair A. Ukawa)
LatForK. Jansen (not sending audio, presentation by D. Pleiter)
Question from R. Brower: Will twisted mass onfigs be generated
primarily on apeNEXT ma hines? Answer was not heard.
UK
C. Maynard
Suggestion from R. Brower: Tone of statement from first slide"Data will not be available before six months after firstpubli ation." sounds too negative. Poli y ould be restatedin more positive way: "Data will be available six months after
first publi ation."
C. Maynard responded that UKQCD will be releasing first DWF onfigs
in January, 2006 and all agreed that sounded positive.
Japan
H. Matsufuru
T. Yoshie omment that Japanese poli y will be to release onfigs
to ILDG six months after first publi ation. There was a question
if the lo k started from date of submission to arXiv (hep-lat).
This needs larifi ation.
Planning (new hair K. Jansen)
Sin e K. Jansen was not sending audio, R. Brower made a few losing

204remarks. The next ILDG-8 meeting is May 11, 2006 at 0000 GMT.
ILDG will go live sometime in June, 2006.

205

12 セミナー プログラム及び参加者リスト
12.1

弟１回セミナー "Latti e QCD via International Resear h Network"

12.1.1

プログラム"Latti e QCD simulations via International Resear h Network"
September 21-24, 2004
Laforet-Shuzenji HotelIzu, Japan================================================================
Tuesday, Sep. 21
Opening
9:00- 9:15 : A. Ukawa (Tsukuba)
wel ome address
Session 1 --- hair: S. Aoki (Tsukuba)
9:15-10:00 : S. Gottlieb (Indiana)
MILC Physi s Program: Now and in the Teraflop/s Era
10:00-10:30 : C. Aubin (Columbia)
Staggered hiral perturbation theory
Session 2 --- hair: S. Gottlieb (Indiana)
11:00-11:45 : T. Ishikawa (Tsukuba)Light hadron spe trum in Nf=2+1 QCD (*)
11:45-12:30 : T. Izubu hi (Kanazawa)
Latti e QCD with Dynami al Domain Wall Fermions
Session 3 --- hair: I. Montvay (DESY)
14:00-14:45 : R. Kenway (Edinburgh)
Exploratory study of overlap valen e quarks on a staggered sea
14:45-15:30 : T.W. Chiu (National Taiwan Univ)
Baryon Spe trum in Latti e QCD with Optimal Domain-Wall Fermion
Session 4 --- hair: M. Ilgenfritz (Humboldt)
16:00-16:45 : A. Kennedy (Edinburgh)
A elerating Fermioni Mole ular Dynami s
16:45-17:30 : A. Irving (Liverpool)
Singlet physi s with improved staggered fermions
17:30-18:00 : H. Nakajima (Utsunomiya)
Latti e Landau gauge QCD simulation================================================================
Wednesday, Sep. 22
Session 5 --- hair: K. Jansen (NIC/DESY)
9:00- 9:45 : R. Brower (Boston)
Mobius Fermions & S iDAC Software
9:45-10:15 : Y. Tanigu hi (Tsukuba)206

S hrodinger fun tional formalism with GW fermion
Session 6 --- hair: R. Brower (Boston)
10:45-11:15 : H. Fukaya (YITP)$\bar{\psi}\gamma_5\psi$ ondensates and topology fixing a tion
11:15-11:45 : S. Hashimoto (KEK)
Effe ts of low-lying fermion modes in the epsilon-regime
11:45-12:15 : R. Edwards (JLab)
The Pion Form-Fa tor on the Latti e
Session 7 --- hair: C. Sa hrajda (Southampton)
13:45-14:30 : N. Ishizuka (Tsukuba)
I=2 Pion S attering Length from Two-Pion Wave Fun tion
14:30-15:00 : N. Christ (Columbia)
Status of QCDOC and De ays into Two Physi al Pions
15:00-15:30 : J. Noaki (RBRC)
B_K from Quen hed and Dynami al Domain-wall QCD
Session 8 --- hair: N. Christ (Columbia)
16:00-16:45 : C. Sa hrajda (Southampton)
K->pi pi De ays and Final State Intera tions
16:45-17:30 : W.J. Lee (Seoul)
epsilon'/epsilon with the HYP staggered fermion
17:30-18:00 : S. Ohta (KEK)
Nu leon Matrix Elements with DWF================================================================
Thursday, Sep. 23
Session 9 --- hair: S. Hashimoto (KEK)
9:00- 9:45 : C. Davies (Glasgow)
Heavy quark physi s results in luding light dynami al
staggered quarks
9:45-10:30 : C. M Neile (Liverpool)
Heavy quark physi s from unquen hed lover al ulations
Session 10 --- hair: P. Ma kenzie (Fermilab)
11:00-11:45 : Y. Kuramashi (Tsukuba)
On-shell improvement of the massive Wilson quarks
11:45-12:15 : N. Yamada (RBRC)
Heavy-light Mesons with DWF
Session 11 --- hair: Y. Kuramashi (Tsukuba)
13:45-14:30 : P. Ma kenzie (Fermilab)
D and B leptoni and semileptoni de ays
14:30-15:00 : M. Nobes (Cornell)
One Loop Perturbation Theory for Heavy Quark Physi s
15:00-15:30 : C. Maynard (Edinburg)
Charmed hadron spe trum and de ay onstants

207

16;00-18:30 : International Latti e Data Grid
Part I : Status reports (120 minutes; 10-20 minutes ea hwith 5-10 minutes dis ussions)urrent working status of QCDGrid in UK C. Maynard (Edinburgh)
UKQCD plans for QCDOC
R. Kenway (Edinburg)
Status of USA Columbia-Riken-BNL
N. Christ (Columbia)
Status of USA S iDAC
R. Brower (Boston)Status of Japan
A. Ukawa (Tsukuba)
Status of Germany
K. Jansen (NIC/DESY)
Part II: Dis ussions (30 minutes)================================================================
Friday, Sep. 24
Session 12 --- hair: A. Kennedy (Edinburgh)
9:00- 9:45 : K. Jansen (NIC/DESY)
Comparing overlap and Wilson twisted mass fermions
9:45-10:15 : A. Shindler (DESY)
Quen hed S aling tests of Wilson twisted mass fermions
Session 13 --- hair: R. Kenway (Edinburgh)
10:45-11:15 : M. Ilgenfritz (Humboldt)
The limits of the Aoki phase with $N_f=2$ Wilson fermionsat zero and finite temperature
11:15-12:00 : I. Montvay (DESY)
Dynami al Wilson twisted mass fermions
12:00: A. Ukawa (Tsukuba) Closing remark-----------------------------------------------------------Informal workshop on "Twisted mass QCD and phase stru tureof QCD with Wilson-type quarks" in the afternoon.
Sinya AOKI:"Twisted mass QCD, O(a) improvement and WCPT"
Shoji Hashimoto:"Experien es at Nf=3"
Karl Jansen:"S alling in the S hwinger model"
Istvan Montvay:"More unquen hed twisted mass quarks: twist angle, split doublets et "Andrea Shindler:"GN model with the twisted mass Wilson fermion"
Akira Ukawa:"Parity-broken phase : a new perspe tive on past experien e"------------------------------------------------------------

208

12.1.2

参加者リスト

国外 22 名、 国内 26 名、 計 48 名-----------------------------------------------------------氏名所属-----------------------------------------------------------Steven Gottlieb
Indiana University
Alan Irving
University of Liverpool
Paul Ma kenzie
Fermi National Laboratory
Karl Jansen
NIC/DESY Zeuthen
Christine Davies
University of Glasgow
Chris Sa hrajda
University of Southampton
Istvan Montvay
DESY Hamburg
Ri hard Brower
Boston University zu Berlin
Norman H. Christ
Columbia University
Ting-Wai Chiu
National Taiwan University
Ernst-M. Illgenfritz
Humboldt-Universitaet zu Berline
Andrea Shindler
NIC/DESY Zeuthen
Weonjong Lee
Seoul National University
Tilo Wettig
University of Regensburg
Christopher A. Aubin
Columbia University
Robert Edwards
Jefferson Laboratory
Matthew Nobes
Cornell University
Anthony D Kennedy
The University of Edinburgh
Ri hard Kenway
The University of Edinburgh
Craig M Neile
University of Liverpool
Christopher Maynard
The University of Edinburgh
山田憲和
理研 BNL 研究センター
筒井直人
KEK
太田滋生
KEK
金谷和至
青木慎也
橋本省二
梅田貴士
小川兼司
大川正典
石川健一
谷口裕介
野秋淳一
中島日出雄
石塚成人
蔵増嘉信

筑波大学
筑波大学

KEK
京大基研
KEK ／総合研究大学院大学
広島大学
広島大学
筑波大学
理研
宇都宮大学
筑波大学
筑波大学

209

吉江友照
松古栄夫
武田真滋
石川智己
宇川彰
関戸暢
加堂大輔
中村庸介
深谷英則
出渕卓
菊川芳夫

筑波大学

KEK
筑波大学
筑波大学
筑波大学
金沢大学
名古屋大学
筑波大学
京都大学
金沢大学
名古屋大学
筑波大学

Oliver Baer-----------------------------------------------------------

12.2

弟 2 回セミナー "From a tions to experimentk"

12.2.1

プログラム"From A tions to Experiment"
The 2nd International Latti e Field Theory Network Workshop
07 Mar h - 10 Mar h, 2005
e-S ien e Institute, 15, South College Street, Edinburgh, UK================================================================
Monday 7 Mar h
09:30 R Kenway"Wel ome & Introdu tion to the 2nd ILFTN Workshop"
Session 1 "Flavour physi s and its experimental impa t I"
Chairperson: R Kenway
09:45 S Hashimoto"Pion and kaon form fa tors from unquen hed QCD"
1:00 C Kim"K -> pi pi de ay al ulation with two-pion final state"
11:45 J Noaki"Kaon matrix elements of ele troweak penguins with N_f=2 DWF"
Session 2 "Physi s with hirally symmetri a tions"
Chairperson: N Christ
14:00 C Maynard"Early experien es with domain-wall QCD on QCDOC"
14:45 Y Tanigu hi"S hroedinger fun tional formalism with domain-wall fermion"
16:00 S Ohta
"RBC al ulations of nu leon matrix elements with DWF"
16:45 S Aoki

210

"Neutron ele tri dipole moment with domain-wall QCD"
17:30 T Blum
"Domain wall fermion al ulation of B_K and the neutron ele tri
dipole moment"================================================================
Tuesday 8 Mar h
Session 3 "The improved staggered quark physi s programme I"
Chairperson: P Ma kenzie
09:00 E Follana"Eigenvalues"
09:45 A Hart
"Topology"
10.00 G Akemann"Dira Operator Eigenvalues from Field Theory"
11:00 W Lee"B_K, B_7, B_8 and hiral Ward identities"
11:45 E Gregory"Flavour Singlets"
Session 4 "Flavour physi s and its experimental impa t II"
Chairperson: S Hashimoto
14:00 T Kayaba"Charmed mesons with relativisti heavy quark a tion in
two-flavor full QCD"
14:30 C. Davies/P. Ma kenzie"Update on heavy quark physi s results with dynami al improved
staggered quarks"
16:00 N Yamada"Perturbative renormalization of \Delta B = 2 four-fermi
operator with a relativisti heavy quark a tion"
16:30 Y Kuramashi"S aling study of relativisti heavy quark a tion applied tob quark in quen hed QCD"
17:15 N Christ"Heavy Quark Physi s without Perturbation Theory"================================================================
Wednesday 9 Mar h
Session 5 "Physi s with hirally symmetri a tions II"
Chairperson: K Bowler
09:00 T Izubu hi"EM splitting in hadron spe trum and prospe ts for muon g-2
light-by-light al ulation"
09:45 O Baer

211

"Ginsparg-Wilson quarks on a staggered sea"
Session 6 "The improved staggered quark physi s programme II"
Chairperson: C Davies
11:00 D Ri hards"Hadron spe trum from domain-wall valen e quarks on a staggered sea"
11:30 G Fleming"Hadron stru ture from domain-wall valen e quarks on a staggered sea"
12:00 Q. Mason" The determination of alpha_s"
Session 7 "Algorithms, ma hines and the datagrid"
Chairperson: D Ri hards
14:00 B Joo"Continued fra tion bag of tri ks"
14:45 M Clark"2+1 flavour simulations with RHMC"
16:00 P. Ma kenzie" Clusters for a dollar per Mflops"
16:45 P Boyle"Status report on QCDOC"
17:30 T Yoshie"Overview of latti e QCD data sharing"================================================================
Thursday 10 Mar h
Session 8 "The improved Wilson quark physi s programme"
Chairperson: S Aoki
09:00 S Aoki
"Introdu tion"
09:15 T Ishikawa"Update on the joint CP-PACS-JLQCD Nf = 2+1 program"
10:00 S Takeda"Wilson hiral perturbation theory for Nf=2+1"
11:30 A Ukawa"The PACS-CS Proje t and the improved Wilson quark physi s program"
12:15 D Ri hards"Plans for the 3rd ILFTN Workshop"================================================================

12.2.2

参加者リスト日本から 18 名、 その他 35 名、 計 53 名----------------------------------------------------------氏名 所属212

----------------------------------------------------------Gernot Akemann
Brunel University
Ian Allison
University of Glasgow
David Antonio
Uersity of Edinburgh
Sinya Aoki
University of Tsukuba
Oliver Baer
University of Tsukuba
Gunnar Bali
University of Glasgow
Tom Blum
University of Conne ti ut
Kenneth Bowler
University of Edinburgh
Barak Bringoltz
University of Oxford
Fran is Bursa
Oxford University
Norman Christ
Columbia University
Mi hael Clark
University of Edinburgh
Nigel Cundy
University Wuppertal
Christine Davies
University of Glasgow
Chris Dawson
BNL
Alex Dougall
University of Glasgow
George Fleming
Yale University
Eduardo Dollana
University of Glasgow
Eri Gregory
University of Liverpool
Alistair Hart
University of Edinburgh
Shoji Hashimoto
KEK
Rodger Horsley
University of Edinburgh
Tomomi Ishikawa
University of Tsukuba
Ken-I hi Ishikawa
Hiroshima University
Naruhito Ishizuka
University of Tsukuba
Taku Izubu hi
BNLBalint Joo
University of Edinburgh
Andreas Juettner
Southampton University
Kazuyuki Kanaya
University of Tsukuba
Yasuhisa Kayaba
University of Tsukuba
Ri hard Kenway
University of Edinburgh
Changhoan Kim
University of Southampton
Yoshinobu Kuramashi
University of Tsukuba
Weonjong Lee
Seoul National University
Quentin Mason
University of Cambridge
Hideo Matsufuru
KEK
Christopher Maynard
University of Edinburgh
Craig M Neile
University of Liverpool
Jun Noaki
University of Southampton
Shigemi Ohta
KEK
Masanori Okawa
Hiroshima University

213

David Ri hards
Jefferson Lab
Chris Sa hrajda
University of Southampton
Zbignew Sro zynski
University of Liverpool
Sinji Takeda
University of Tsukuba
Yusuke Tanigu hi
University of Tsukuba
Naoto Tsutsui
KEK
Robert Tweedie
University of Edinburgh
Akira Ukawa
University of Tsukuba
Ruth Van de Water
Fermilab
Norikazu Yamada
KEK
Azusa Yamagu hi
University of Glasgow
Tomoteru Yoshie
University of Tsukuba--------------------------------------------------------------

12.3

弟 3 回セミナー "Towards physi s at the physi al quark masses"

12.3.1

プログラム"Future Opportunities:
Ab Initio Cal ulations at the Physi al Quark Masses"
3rd International Latti e Field Theory Network Workshop
O tober 3-6, 2005
Jefferson Lab, Newport News, USA================================================================MONDAY O tober 3rd
Ele troweak and Heavy Quark Physi s - I (Robert Edwards)
8:45 - 9:00 AM Anthony Thomas
Wel ome9:00 - 9:30 AM Christine Davies
Heavy Quark Physi s with NRQCD
9:30 - 10:00 AM Matthew Nobes
Quark Masses from Latti e Perturbation Theory
10:00 - 10:30 AM John Laiho
Staggered Chiral Perturbation Theory for Heavy-light Form Fa tors
Ele troweak and Heavy Quark Physi s - II (Christine Davies)
11:00 - 11:45 AM Yoshinobu Kuramashi
Heavy Quark Physi s with Relativisti Heavy Quarks
11:45 - 12:15 PM Norikazu Yamada
Perturbative O(a) Improvement of 4-quark operators withRelativisti Heavy Quarks
12:15 - 12:45 PM HueyWen Lin
Non-perturbative determination of the Fermilab parameters

214

Ele troweak and Heavy Quark Physi s - III (Paul Ma kenzie)
2:15 - 2:45 PM Jozef Dudek
Radiative Transitions in Charmonium
2:45 - 3:15 PM Takeshi Yamazaki
Δ I = 3/2 kaon weak matrix elements with non-zero total momentum
3:15 - 3:45 PM Shu Li
Nf =2 DWF I=1/2 rule: Ele troweak penguins
Ele troweak/Formal Developments (Yoshinobu Kuramashi)
4:15 - 4:45 PM Saul Cohen
BK on 2+1 flavor DWF latti es
4:45 - 5:15 PM Yusuke Tanigu hi
Two dimensional N=(2,2) super Yang-Mills theory on the latti e
via dimensional redu tion
5:15 - 5:45 PM Kit Wong
Perturbative expansions of Wilson Loops in Full QCD from MC Simulations================================================================TUESDAY O tober 4th
Chiral Behaviour - I
8:30 - 9:15 AM Sinya Aoki
Wilson ChPT and the Bending Phenomenon in Twisted-mass Latti e QCD
9:15 - 9:45 AM Brian Tiburzi
Twisting Form Fa tors out of Chiral Perturbation Theory
9:45 - 10:15 AM Ross Young
Partially-quen hed hiral extrapolations of the ve tor meson
Chiral Behaviour - II (Ri h Brower)
10:45 - 11:15 AM Chris Aubin
Staggered Chiral Perturbation Theory
11:15 - 12:30 PM
Report/Dis ussion on ILDG Developments
Ukawa, Detar/Watson, Jansen, Yoshie, Pleiter, Brower, Maynard
Ma hines - I (Bob Mawhinney)
2:45 - 3:15 PM Shoji Hashimoto
The next KEK ma hine
3:15 - 3:45 PM James Osborn
Latti e QCD on a Blue Gene/L
Ma hines - II (TBA)
4:15 - 5:00 PM Bob Mawhinney

215

Results from QCDOC
5:00 - 5:45 PM Chip Watson/Paul Ma kenzie
US DOE Fa ilities Initiative================================================================
WEDNESDAY O tober 5th
Hadroni and Nu lear Physi s - I (Jimmy Juge)
8:30 - 9:00 AM Kiyoshi Sasaki
Ex ited Baryon Spe tros opy from Quen hed Latti e QCD
9:00 - 9:30 AM Eri Gregory
Computation of Mass of Pseudos alar Singlet Meson
9:30 - 10:00 AM Naoto Tsutsui
Kaon and Pion Form Fa tor in two-flavor QCD
Hadroni and Nu lear Physi s - II (David Ri hards)
10:30 - 11:15 AM Silas Beane
Latti e QCD for Nu lear Physi s
11:15 - 12:00 PM Anthony Thomas
Pre ise Determination of the Strangeness Ele tri Charge
Radius of the Proton
1:00 - 2:30 PM Laboratory Tour
Hadroni and Nu lear Physi s - III (Balint Joo)
3:00 - 3:30 PM Dirk Pleiter
Nu leon Form Fa tors from Nf = 2 Clover Simulations
3:30 - 4:00 PM Eigo Shintani
Neutron ele tri dipole moment from latti e QCD
Hadroni and Nu lear Physi s - IV (Karl Jansen)
4:30 - 5:00 PM David Lin
Latti e OPE and higher-moments of stru ture fun tions
and distribution amplitudes
5:00 - 5:30 PM Kostas Orginos
Hadron stru ture with domain wall fermions - I
5:30 - 6:00 PM George Fleming
Hadron stru ture with domain wall fermions - II================================================================THURSDAY O tober 6th
Algorithmi Opportunities - I (Mike Peardon)
8:30 - 9:00 AM Andrei Alexandru
Finite-density Simulations via Canoni al Approa h
9:00 - 9:30 AM Karl Jansen

216

Towards realisti Simulations of Latti e-QCD:
the Approa h of Twisted Mass Fermions
9:30 - 10:00 AM Carsten Urba hComparison of twisted-mass vs. overlap dynami al simulations
Algorithmi Opportunities - II (Sinya Aoki)
10:30 - 11:00 AM Mi hael Clark
The RHMC Algorithm
11:00 - 11:30 PM Jimmy Juge
Computations of all-to-all Propagators
11:30 - 12:15 PM Ri h Brower
New Algorithms in the Petaflop Era
12:15 PM Sinya Aoki
Closing Remarks and Announ ement of 4th ILFTN Workshop,
Sokendai, Japan, Mar h 8-11, 2006

12.3.2

参加者リスト日本から 11 名、 その他 35 名、 計 46 名------------------------------------------------------------氏名 所属------------------------------------------------------------Jozef Dudek
Jefferson Lab
Kostas Orginos
Collage of William and Mary
Yoshinobu Kuramashi
University of Tsukuba
Naoto Tsutsui
KEK
Sinya Aoki
University of Tsukuba
Andrei Alexandru
University of Kentu ky
Robert Edwards
Jefferson Lab
Dirk Pleiter
DESY
Eri Gregory
University of Liverpool
David Ri hards
Jefferson Lab
Paul Ma kenzie
Fermilab
Norikazu Yamada
KEK
Eigo Shintani
University of Tsukuba
Takeshi Yamazaki
RBRC
Ross Young
Jefferson Lab
Matthew Nobes
Cornell University
HueyWen Lin
Columbia University
Meifeng Lin
Columbia University
Kiyoshi Sasaki
University of Tsukuba
Ri hard Brower
Boston University

217

Brian Tiburzi
Duke University
Saul Cohen
Columbia University
Tomoteru Yoshie
University of Tsukuba
Balint Joo
Jefferson Lab
Kit Yan Wong
University of Glasgow
Karl Jansen
NIC/DESY
Christopher Aubin
Columbia University
Mi hael Clark
Boston University
Chip Watoson
Jefferson Lab
Jimmy Juge
Carnegie Mellon University
Yusuke Tanigu hi
University of Tsukuba
Carsten Urba h
University of Liverpool
George Fleming
Yale University
Hideo Matsufuru
KEK
Tomomi Ishikawa
University of Tsukuba
Christine Davies
University of Glasgow
James Osborn
Boston University
Shoji Hashimoto
KEKJohn Laiho
Fermilab
MIke Peardon
Trinity Callege, Dublin
Anthony Thomas
Jefferson Lab
Silas Beane
Jefferson Lab/UNH
Hrayr Matevosyan
Jefferson Lab/LSU
Shu LiColumbia University
Robbert Mawhinney
Columbia University
Hovhannes Grigoryan
Jefferson Lab/LSU------------------------------------------------------------

12.4

弟 4 回セミナー "Latti e QCD via Internatinal Network"

12.4.1

プログラム"Latti e QCD via International Resear h Network"
4th ILFTN Workshop
Mar h 8(Wed) -- Mar h 11(Sat), 2006
The Graduate University for Advan ed Studies (Sokendai),
Shonan Village Center, Japan================================================================
Wednesday 8 Mar h
09:20-09:30 A. Ukawa
Wel ome to Sokendai
Session 1 hair : S. Gottlieb
09:30-10:30
I. Montvay

218

QCD simulations with twisted-mass Wilson quarks
11:00-12:00
T. Ishikawa
Unquen hed spe tros opy with dynami al up, down and strange quarks
Session 2 hair : K. Kanaya
14:00-15:00
M. Wingate
Heavy Flavor Physi s with 2+1 Flavors of Improved Staggered Quarks
15:00-16:00
P. Ma kenzie
Unitarity and the heavy quark expansion in fits ofsemileptoni de ay amplitudes on the latti e
16:30-17:30
H. W. Lin
Nonperturbatively determined Relativisti Heavy Quark A tion================================================================
Thursday 9 Mar h
Session 3 hair : I. Montvay
09:30-10:30
C. Maynard
Physi s from one year of QCDOC
11:00-12:00
S. Sasaki
Baryon semi-leptoni de ay from latti e QCD with domain wall fermions
Session 4 hair : M. Okawa
14:00-15:00
S. CohenZero-Temperature DWF Physi s from QCDOC
15:00-16:00
T. Yamazaki
Study of bound state in ompa t s alar QED
16:30-17:30
R. Brower
The Pomeron and Gauge/String Duality================================================================
Friday 10 Mar h
Session 5 hair : R. Brower
09:00-10:00
C. Allton
Asymptoti S aling and Latti e Artefa ts
10:30-11:15
E. Shintani
Neutron EDM with external ele tri field
11:15-12:00
A. Tawfik
Hadron Properies on the Latti e
12:45-17:30 Ex ursion to Kamakura================================================================
Saturday 11 Mar h
Session 6 hair : P. Ma kenzie
09:30-10:15
T. Kaneko
K_{l3} semileptoni form fa tor with two flavors ofdynami al domain-wall quarks
10:15-11:15
A. Ukawa219

Looking ba k and looking ahead- Latti e QCD in an international setting 11:45-12:45
S. Gottlieb
Update on urrent status and future plans for MILC and
FNAL/MILC proje ts================================================================

12.4.2

参加者リスト国外：13 名、 国内 19 名、 計 32 名---------------------------------------------------------------氏名 所属---------------------------------------------------------------Chris Allton
University of Wales Swansea
Sinya Aoki
University of Tsukuba
Ri hard C. Brower
Boston University
Mi hael Clark
Boston University
Saul D. Cohen
Columbia University
Steven Gottlieb
Indiana University
Ken-I hi Ishikawa
Hiroshima University
Tomomi Ishikawa
University of Tsukuba
Kazuyuki Kanaya
University of Tsukuba
Takashi Kaneko
KEK
Yoshinobu Kuramashi
University of Tsukuba
John Laiho
Fermilab
Huey-Wen Lin
Columbia University
Paul B. Ma kenzie
Fermilab
Christopher Maynard
University of Edinburgh
Istvan Montvay
DESY
Keiko Murano
University of Tsukuba
Yousuke Nakamura
University of Tsukuba
Masanori Okawa
Hiroshima University
Kiyoshi Sasaki
University of Tsukuba
Shoi hi Sasaki
RIKEN BNL Resear h Center / University of Tokyo
Eigo Shintani
University of Tsukuba
Tomohisa Takimi
Yukawa Institute
Yusuke Tanigu hi
University of Tsukuba
Abdel Tawfik
Hiroshima University
Naoto Tsutsui
KEK
Akira Ukawa
University of Tsukuba
Ruth Van de Water
Fermilab
Matthew Wingate
University of Washington

220

Ri hard Woloshyn
TRIUMF
Norikazu Yamada
KEK
Takeshi Yamazaki
RIKEN BNL Resear h Center-----------------------------------------------------------------

221

13

共同研究 プログラム及び参加者リスト

13.1

筑波ワークショップ "Latti e QCD and Parti le Phenomenology"

13.1.1プログラム

ILFTNetwork Tsukuba Workshop"Latti e QCD and Parti le Phenomenology"
De ember 6-17, 2004
Monday, 6th, afternoon
Shoji Hashimoto (KEK)
Effe ts of low-lying eigenmodes in the epsilon regime of QCD
Tuesday, 7th, afternoon
Sinya Aoki (Tsukuba)
Neutron ele tri dipole moment
Wednesday, 8th, morning
Oliver Baer (Tsukuba)
O(a) improvement in twisted mass QCD for arbitrarily small quark masses
Wednesday, 8th, afternoon --- Physi s Dept Seminar --Mi hael Creutz (BNL)
Quarks, gluons, and latti es
Thursday, 9th, morning (from 10:30)
Sinya Aoki (Tsukuba)
Dis ussion on "Universality of quen hed QCD: Wilson vs. KS"
Thursday, 9th, afternoon
Tom Blum (BNL)
Nu leon dipole moments
Friday, 10th, morning
Chris MICHAEL (Liverpool)
Hadroni transitions from the latti e
Friday, 10th, afternoon
Christine Davies (Glasgow)
Heavy quark physi s with NRQCD bs and ligh dynami al quarks-------------------------------------------------------------------------Saturday, De ember 11, 2004
Belle-latti e Vxb mini-workshop agenda
at KEK, Kenkyu-honkan, 3F seminar room
10:00-10:40 T. Iijima (Nagoya)
Overview of Super-KEKB
10:40-11:20 A. Kronfeld (Fermilab)
Introdu tion to LQCD, and B->D(*) l nu form fa tors: status and prospe ts
11:20-11:50 J. Shigemitsu (Ohio)222

B->pi l nu form fa tors: status and prospe ts
13:00-13:30 N. Parslow (Sydney)
Measurement of pi(rho) l nu w/ neutrino re on
13:30-14:00 T. Hokuue (Nagoya)
Measurement of pi(rho) l nu w/ D* l nu tag
14:00-14:30 C. Davies (Glasgow)
Heavy quark physi s with NRQCD bs and ligh dynami al quarks
14:30- dis ussions
15:00- Belle tour-------------------------------------------------------------------------Monday, 13th, morning
Yoshinobu Kuramashi (Tsukuba)
On-shell improvement of the massive Wilson quark a tion
Monday, 13th, afternoon
Irina PUSHKINA (Hiroshima)
Taylor expansions of hadron s reening masses in hemi al potential
Tuesday, 14th, morning
Yusuke Tanigu hi (Tsukuba)
S hr\"odinger fun tional formalism for domain-wall fermion
Tuesday, 14th, afternoon
Andreas Kronfeld (Fermilab)
Heavy-quark Physi s in 2+1 Flavor QCD
Wednesday, 15th, morning
Chris Allton (Swansea)
Chiral Extrapolation of the Rho and Nu leon Masses
Wednesday, 15th, afternoon
Jonathan Flynn (Southampton)
Twisted Boundary Conditions
Thursday, 16th, morning (from 10:30)
Mi hael Creutz (BNL)
Spontaneous CP violation and quark mass ambiguities inthe strong intera tions
Thursday, 16th, afternoon
Sadataka Furui (Teikyo)
Unquen hed latti e Landau gauge QCD simulation
Friday, 17th, morning
Tomoteru Yoshie (Tsukuba)Light Hadron Spe trum and Quark Masses in Nf=3 QCD
Friday, 17th, afternoon
Junko Shigemitsu (Ohio)
B Physi s with NRQCD Heavy and AsqTad Light Quarks

223

13.1.2

参加者リスト国外：8 名、 国内 23 名、 計 31 名-----------------------------------------------------------------氏名所属-----------------------------------------------------------------Chris Mi hael
University of Liverpool
Mi hael Creutz
BNL
Junko Shigemitsu
Ohio State University
Andreas Kronfeld
Fermilab
Tom Blum
BNL
Jonathan Flynn
University of Southampton
Christine Davies
University of Glasgow
Chris Allton
University of Swansea
Irina Pushkina
Hiroshima University
Sadataka Furui
Teikyo University
Shigemi Ohta
KEK
Shoji Hashimoto
KEK
Takashi Kaneko
KEK
Naoto Tsutsui
KEK
Hideo Matsufuru
KEK
Norikazu Yamada
KEK
Sinya Aoki
University of Tsukuba
Kazuyuki Kanaya
University of Tsukuba
Akira Ukawa
University of Tsukuba
Naruhito Ishizuka
University of Tsukuba
Tomoteru Yoshie
University of Tsukuba
Yoshinobu Kuramashi
University of Tsukuba
Yusuke Tanigu hi
University of Tsukuba
Oliver Baer
University of Tsukuba
Tomomi Ishikawa
University of Tsukuba
Yasuhisa Kayaba
University of Tsukuba
Shinji Takeda
University of Tsukuba
Kiyotomo Ide
University of Tsukuba
Eigo Shintani
University of Tsukuba
Ryuhei Suzuki
University of Tsukuba
Yousuke Nakamura
University of Tsukuba-------------------------------------------------------------------

224

13.2

奈良ワークショップ "Perspe tives in latti e QCD"

13.2.1プログラム

O tober 31 (Monday)

09:15-10:15 Registration
10:15-10:30 Wel ome to Nara
10:30-12:00 Peter Hasenfratz (Bern)
The xed point a tion in QCD: from theory to appli ations (I)
12:00-14:00 Lun h
14:00-15:30 Rainer Sommer (DESY)
O(a) improvement and the SF
November 1 (Tuesday)
09:30-11:00 Peter Hasenfratz (Bern)

The xed point a tion in QCD: from theory to appli ations (II)
11:00-13:00 Lun h
13:00-14:30 Rainer Sommer (DESY)
Determining fundamental parameters of QCD
14:30-15:00 Co ee Break
15:00-16:00 Chris Dawson (BNL)
Dynami al domain wall fermions (I)November 2 (Wednesday)
09:30-11:00 Rainer Sommer (DESY)

11:00-13:00
13:00-14:30
14:30-15:00
15:00-16:00

Non-perturbative renormalization of HQET
Lun hPeter Hasenfratz (Bern)
The xed point a tion in QCD: from theory to appli ations (III)Co ee Break
Chris Dawson (BNL)
Dynami al domain wall fermions (II)November 3 (Thursday)
09:30-11:00 Yoshio Kikukawa (Nagoya)

Ginsparg-Wilson fermions and hiral latti e gauge theories (I)11:00-13:00 Lun h
13:00-14:30 Yoshio Kikukawa (Nagoya)
Ginsparg-Wilson fermions and hiral latti e gauge theories (II)14:30-15:00 Co ee Break
15:00-16:00 Leonardo Giusti (CERN)
QCD appli ations for Ginsparg-Wilson fermions (I)225

November 4 (Friday)
09:30-11:00 Yoshio Kikukawa (Nagoya)

Ginsparg-Wilson fermions and hiral latti e gauge theories (III)
11:00-13:00 Lun h
Free afternoon

November 7 (Monday)
10:00-11:00 Stefan Sint (Madrid)

11:00-13:00
13:00-14:30
14:30-15:00
15:00-16:00

Latti e QCD with a hiral twist (I)Lun hSteve Sharpe (Seattle)
Appli ations of hiral perturbation theory to latti e QCD (I)Co ee BreakLeonardo Giusti (CERN)
QCD appli ations for Ginsparg-Wilson fermions (II)November 8 (Tuesday)
09:30-11:00 Tony Kennedy (Edinburgh)

11:00-13:00
13:00-14:30
14:30-15:00
15:00-16:00

Algorithms for dynami al ( hiral) fermions (I)Lun hSteve Sharpe (Seattle)
Appli ations of hiral perturbation theory to latti e QCD (II)Co ee BreakLeonardo Giusti (CERN)First results in full QCD with the domain de omposition algorithm

November 9 (Wednesday)
09:30-11:00 Guido Martinelli (Rome)

11:00-13:00
13:00-14:30
14:30-15:00
15:00-16:00

Phenomenology with latti e QCD (I)Lun hSteve Sharpe (Seattle)
Appli ations of hiral perturbation theory to latti e QCD (III)Co ee BreakStefan Sint (Madrid)
Latti e QCD with a hiral twist (II)226

November 10 (Thursday)
09:30-11:00 Guido Martinelli (Rome)

11:00-13:00
13:00-14:30
14:30-15:00
15:00-16:00

Phenomenology with latti e QCD (II)Lun hTony Kennedy (Edinburgh)
Algorithms for dynami al ( hiral) fermions (II)Co ee BreakStefan Sint (Madrid)
Latti e QCD with a hiral twist (III)November 11 (Friday)
09:30-11:00 Tony Kennedy (Edinburgh)

Algorithms for dynami al ( hiral) fermions (III)
11:00-13:00 Lun h
13:00-14:30 Guido Martinelli (Rome)
Phenomenology with latti e QCD (III)Farewell

13.2.2

参加者リスト国外：13 名、国内：32 名、計 45 名-----------------------------------------------------------------氏名所属-----------------------------------------------------------------Aoki, Sinya
University of Tsukuba
Bae, Taegil
Seoul National University
Cossu, Guido
S uola Normale Superiore, Pisa
Dawson, Chris
Brookhaven National Laboratoryde Beau e, Vivien
Hokkaido University
Fukaya, Hidenori
YITP, Kyoto University
Giusti, Leonardo
CERN
Hasenfratz, Peter
University of Bern
Hashimoto, Shoji
KEK
Ishikawa, Tomomi
University of Tsukuba
Kanamori, Issaku
Hokkaido University
Kanaya, Kazuyuki
University of Tsukuba
Kaneko, Takashi
KEK
Kennedy, Anthony D.
University of Edinburgh
Kikukawa, Yoshio
Nagoya University
Kim, Jongjeong
Seoul National University

227

Kuramashi, Yoshinobu
University of Tsukuba
Martinelli, Guido
Roma La Sapienza
Matsufuru, Hideo
KEK
Murano, Keiko
University of Tsukuba
Nakamura, Yousuke
University of Tsukuba
Namekawa, Yusuke
Nagoya University
Narita, Keisuke
University of Tsukuba
Negishi, Shunsuke
Kyoto University
Oanh, Nguyen Hoan
University of Tsukuba
Ogawa, Kenji
KEK
Okamoto, Masataka
KEK
Onogi, Tetsuya
YITP, Kyoto University
Pushkina, Irina
Hiroshima University
Sasaki, Kiyoshi
University of Tsukuba
Sekido, Toru
Kanazawa University
Sharpe, Stephen R.
University of Washington
Shinno, Yasuhiko
Saga University
Shintani, Eigo
University of Tsukuba
Sint, Stefan
Universidad Autonoma de Madrid
Sommer, Rainer
DESY
Taglia ozzo, Lu a
Universidad de Bar elona
Tanigu hi, Yusuke
University of Tsukuba
Tsutsui, Naoto
KEK
Ukawa, Akira
University of Tsukuba
Ukita, Naoya
University of Tsukuba
Witzel, Oliver
Humboldt Universitaet
Yamada, Norikazu
KEK
Yoneyama, Hiroshi
Saga University
Yoshie, Tomoteru
University of Tsukuba------------------------------------------------------------------

228