run-gluon-pdf

name	run-gluon-pdf
description	运行 gluon_pdf_full_workflow.py — 从格点规范组态到光锥 PDF 的全流程计算

run-gluon-pdf — 胶子 PDF 全流程计算

运行 examples/zhangxin/gluon_pdf_full_workflow.py，实现从格点规范组态到光锥胶子 PDF 的完整 10 步计算管线。

理论框架

LaMET (Large Momentum Effective Theory) — 通过准 PDF 和微扰匹配连接 Euclidean 格点关联函数到光锥 PDF。

胶子 PDF 涉及 非连通图 (disconnected diagrams)。三点关联函数分解为：

1. 质子 2pt 关联函数 — 动量涂抹蒸馏
2. OPE 部分 — 非定域胶子算符

计算的矩阵元对应内部笔记 Eq(20)；OPE 分解对应 Eq(25)。

10 步计算管线

步骤	描述	核心操作
1	读取规范组态	加载规范链接 $U_\mu(x)$
2	构造场强张量	Clover plaquette → $F_{\mu\nu}$
3	构造对偶场强张量	Levi-Civita 缩并 → $\tilde{F}_{\mu\nu}$
4	构造非定域胶子 OPE 算符	$O_{\mu\nu}(z)$ 含 Wilson 线
5	蒸馏框架	本征矢 + perambulator + VVV
6	质子 2pt 关联函数	动量涂抹
7	矩阵元提取	$h(z, P_z)$
8	傅里叶变换	→ 准 PDF $\tilde{g}(x, P_z)$
9	微扰匹配	→ 光锥 PDF $g(x, \mu)$
10	Jackknife 误差分析	统计不确定性

子命令

run-gluon-pdf all

运行完整 10 步管线（使用默认参数）

cd /root/lattice-pdf && python examples/zhangxin/gluon_pdf_full_workflow.py

run-gluon-pdf <步骤名>

从指定步骤开始运行

支持的步骤名：

• field-strength — 从步骤 2 开始（场强张量构造）
• ope — 从步骤 4 开始（OPE 算符构造）
• distillation — 从步骤 5 开始（蒸馏框架）
• correlator — 从步骤 6 开始（关联函数计算）
• matrix-element — 从步骤 7 开始（矩阵元提取）
• fourier — 从步骤 8 开始（傅里叶变换）
• matching — 从步骤 9 开始（微扰匹配）
• jackknife — 仅步骤 10（误差分析）

cd /root/lattice-pdf && python examples/zhangxin/gluon_pdf_full_workflow.py --start <step_name>

run-gluon-pdf custom

使用自定义参数运行

常用参数：

cd /root/lattice-pdf && python examples/zhangxin/gluon_pdf_full_workflow.py \
  --conf 20000 \           # 规范组态数量
  --Pz 6 \                 # 质子动量 (2π/L 单位)
  --delta_z 15 \           # Wilson 线长度
  --gauge_file <file> \    # 规范组态文件路径
  --eig_dir <dir> \        # 本征矢目录
  --peram_dir <dir> \      # perambulator 目录
  --output_dir <dir>       # 输出目录

run-gluon-pdf check

检查环境和依赖

cd /root/lattice-pdf && python -c "
import sys
print(f'Python: {sys.version}')

# 检查 numpy
try:
    import numpy as np
    print(f'numpy: {np.__version__}')
except ImportError:
    print('numpy: MISSING')

# 检查 cupy (GPU)
try:
    import cupy as cp
    print(f'cupy: {cp.__version__}  (GPU count: {cp.cuda.runtime.getDeviceCount()})')
except ImportError:
    print('cupy: NOT AVAILABLE (CPU numpy fallback)')

# 检查 opt_einsum
try:
    import opt_einsum
    print(f'opt_einsum: available')
except ImportError:
    print('opt_einsum: NOT AVAILABLE (numpy.einsum fallback)')

# 检查代码文件
import os
wf = 'examples/zhangxin/gluon_pdf_full_workflow.py'
if os.path.exists(wf):
    size = os.path.getsize(wf)
    print(f'{wf}: {size:,} bytes')
else:
    print(f'{wf}: MISSING')
"

run-gluon-pdf help

查看代码支持的完整参数列表

cd /root/lattice-pdf && python examples/zhangxin/gluon_pdf_full_workflow.py --help 2>&1 || head -50 examples/zhangxin/gluon_pdf_full_workflow.py

相关代码

文件	说明
examples/zhangxin/gluon_pdf_full_workflow.py	主工作流（~1900 行）
examples/2pt_proton_Cg5gmu_L32x64_mom2_xdir_gpu.py	原始质子 2pt 代码（donghx）
examples/Calc_ope_unpol.py	原始 OPE 代码（MPI 并行）
examples/Operator.py	CuPy 算符工具（plaquette, Fμν）
examples/gamma_matrix_cupy_DR.py	DeGrand-Rossi 基 γ 矩阵
examples/input_output_4_cupy.py	输入输出工具

输出文件

运行后在 --output_dir（默认 ./results/）生成：

文件	内容
quasi_pdf_*.npy	准 PDF $\tilde{g}(x, P_z)$
lightcone_pdf_*.npy	光锥 PDF $g(x, \mu)$
matrix_element_*.npy	矩阵元 $h(z, P_z)$
jackknife_errors_*.npy	Jackknife 误差估计

环境要求

• Python 3.8+
• numpy
• cupy (GPU 加速，可选；无 GPU 时自动回退到 numpy)
• opt_einsum (张量缩并优化，可选；无安装时回退到 numpy.einsum)
• HPC 集群环境（数据文件在集群存储上）

使用示例

/run-gluon-pdf                        # 查看选项
/run-gluon-pdf all                    # 运行完整管线
/run-gluon-pdf field-strength         # 从场强张量开始
/run-gluon-pdf custom --Pz 8 --conf 50000  # 自定义参数
/run-gluon-pdf check                  # 检查环境
/run-gluon-pdf help                   # 查看参数帮助