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La physique de calcul, ou Comp-Ph, explore comment les superordinateurs modélisent l'univers, des collisions d'atomes à la formation des galaxies. Ce domaine transforme des équations complexes en simulations visuelles, permettant aux chercheurs de tester des théories impossibles à vérifier en laboratoire. C'est une fenêtre unique sur la mécanique fondamentale de la réalité, où le code informatique devient un outil d'observation aussi puissant que les télescopes.

Sur Gist.Science, nous parcourons systématiquement les nouveaux prépublications de arXiv dans cette catégorie pour vous offrir une double perspective. Chaque article reçoit un résumé technique précis pour les experts, accompagné d'une explication claire et accessible pour tous les curieux. Cette approche double garantit que vous comprenez à la fois la méthode scientifique rigoureuse et ses implications concrètes, sans barrière de langage.

Découvrez ci-dessous les dernières contributions de la communauté scientifique, soigneusement sélectionnées et résumées pour éclairer les avancées récentes en physique computationnelle.

Benchmarking of Massively Parallel Phase-Field Codes for Directional Solidification

Ce papier présente une évaluation comparative complète d'un code de champ de phase aux différences finies accéléré par GPU (GPU-PF) et d'un code aux éléments finis adaptatif parallélisé sur CPU (PRISMS-PF) pour simuler la solidification directionnelle d'alliages Al-Cu et SCN-camphre dans des conditions pertinentes expérimentalement, validant leur précision pour prédire la morphologie dendritique et la dynamique des pointes tout en évaluant leurs performances de calcul afin de soutenir les flux de travail d'ingénierie des matériaux computationnelle intégrée.

Jiefu Tian, David Montiel, Kaihua Ji, Trevor Lyons, Jason Landini, Katsuyo Thornton, Alain Karma2026-04-30🔬 cond-mat.mtrl-sci

qFHRR: Rethinking Fourier Holographic Reduced Representations through Quantized Phase and Integer Arithmetic

L'article présente qFHRR, une formulation de phase quantifiée des représentations holographiques réduites de Fourier qui remplace l'arithmétique à virgule flottante par des opérations modulaires entières uniquement afin de réduire considérablement l'empreinte mémoire et de permettre une implémentation matérielle efficace tout en préservant les propriétés algébriques et la structure de similarité haute fidélité du cadre original à valeurs complexes.

Shay Snyder (George Mason University), Hamed Poursiami (George Mason University), Maryam Parsa (George Mason University)2026-04-30🔬 physics

From Code to Figure: A FAIR-Aligned Data Provenance Chain for Reproducible Simulation Research in Numerical Physics

Cet article présente un flux de travail intégré et conforme aux principes FAIR qui combine le contrôle de version, les tests automatisés, la journalisation structurée et le post-traitement standardisé pour établir une chaîne complète de provenance des données garantissant la reproductibilité, depuis le développement du code jusqu'aux figures publiées dans les simulations de physique numérique.

Markus Uehlein, Tobias Held, Christopher Seibel, Lukas G. Jonda, Baerbel Rethfeld, Sebastian T. Weber2026-04-30🔬 physics

Accelerating finite-element-based projector augmented-wave density functional theory calculations with scalable GPU-centric computational methods

Ce papier présente une méthode d'ondes augmentées par projecteur à éléments finis (PAW-FE) centrée sur le GPU et évolutive, qui exploite des innovations algorithmiques telles que l'arithmétique de précision mixte et l'itération de sous-espace filtrée par Chebyshev pour obtenir des accélérations significatives et des performances prêtes pour l'exascale dans le cadre de simulations de grande envergure de la théorie de la fonctionnelle de la densité chimiquement précises.

Kartick Ramakrishnan, Phani Motamarri2026-04-30🔬 physics

Implementation of the hybrid exchange-correlation functionals in the SIESTA code

Cet article présente une implémentation efficace et précise des fonctionnelles d'échange-corrélation hybrides dans le code SIESTA, utilisant une représentation ajustée par des gaussiennes des orbitales atomiques numériques pour permettre des simulations à grande échelle et évolutives de systèmes étendus avec des prédictions de gap de bande nettement améliorées.

Yann Pouillon, Bill Clintone Oyomo, James Sifuna, María Camarasa-Gómez, Xinming Qin, Carlos Beltrán, Fernando Gómez-Ortiz, Honghui Shang, Javier Junquera2026-04-30🔬 cond-mat.mtrl-sci

Mixture of Experts Framework in Machine Learning Interatomic Potentials for Atomistic Simulations

Cet article présente un cadre multifidélité de type Mixture-of-Experts pour les potentiels interatomiques en apprentissage automatique, qui partitionne spatialement les domaines de simulation et utilise une stratégie de co-entraînement pour résoudre les incohérences mécaniques aux interfaces, permettant ainsi d'atteindre une précision de haute fidélité pour des systèmes catalytiques complexes à plus du double de la vitesse de calcul des méthodes standard.

Gabriel de Miranda Nascimento, Marc L. Descoteaux, Laura Zichi, Chuin Wei Tan, William C. Witt, Nicola Molinari, Sriteja Mantha, Daniil Kitchaev, Mordechai Kornbluth, Karim Gadelrab, Charles Tuffile (…)2026-04-30🔬 physics

Scaling in Supersonic Turbulence: Energy Spectra and Fluxes using High-Fidelity Direct Numerical Simulations

En utilisant des simulations numériques directes accélérées par GPU à haute résolution, cette étude révèle que la turbulence supersonique subit un changement fondamental dans ses mécanismes de cascade d'énergie, caractérisé par une transition d'une échelle de type Kolmogorov à une échelle de type Burgers dans les spectres d'énergie rotationnelle, pilotée par un transfert d'énergie dominant à travers les échelles des modes solénoïdaux vers les modes compressifs.

Harshit Tiwari, Dhananjay Singh, Mahendra K. Verma, Rajesh Ranjan2026-04-30🔬 physics

Drift-Free Conservative Dynamics from Quantized Interaction Rules

Ce papier présente un cadre au niveau des opérateurs pour la dynamique conservative qui utilise des règles exactes de transfert entier antisymétriques sur un espace d'états quantifié pour éliminer la dérive d'arrondi numérique et imposer la sélection d'entropie directement au niveau arithmétique, préservant ainsi les lois de conservation et les structures de choc sans recourir à une annulation approximative des flux.

Park Junhu, Youngsoo Ha, Myungjoo Kang2026-04-30🔬 physics

GMT: A Geometric Multigrid Transformer Solver for Microstructure Homogenization

L'article présente GMT, un Transformateur Multigrille Géométrique qui réalise une homogénéisation en temps réel et haute fidélité des métamatériaux réticulaires en intégrant la prédiction neuronale à la rigueur numérique pour offrir une accélération de 160 fois par rapport aux solveurs de l'état de l'art tout en maintenant une précision de niveau ingénierie.

Yu Xing, Yang Liu, Tianyang Xue, Lin Lu2026-04-30🔬 physics

Generalized Yee methods: Scalable symplectic finite element Maxwell solvers

Ce papier introduit les Méthodes Généralisées de Yee (MGY), une classe évolutive de solveurs éléments finis de Maxwell préservant la structure qui étendent la méthode de Yee aux maillages non structurés et à une précision d'ordre supérieur en utilisant des éléments conformes à la suite de de Rham et des approximations de matrices de masse creuses, tout en maintenant rigoureusement la localité et la symplecticité pour la stabilité numérique à long terme et le couplage particule-sur-grille.

Alexander S. Glasser, Hong Qin2026-04-29🔬 physics