生命ナノシステム科学研究科の立川仁典教授が贬笔颁滨利用研究课题优秀成果赏を受赏
2023.01.11
- TOPICS
- 研究
- 理学部
水素量子効果を持つ结晶系の第一原理シミュレーション法の开発
横浜市立大学大学院生命ナノシステム科学研究科 物質システム科学専攻の立川仁典教授は、第9回「富岳」を中核とするHPCIシステム利用研究课题 成果報告会（同時開催：第5回HPCIコンソーシアムシンポジウム）においてHPCI利用研究课题優秀成果賞受賞課題（物質?材料?化学分野）を受賞しました。 本成果報告会は、一般財団法人高度情報科学技術研究機構（RIST）が主催し、2022年10月27日?28日にオンラインで開催されました。
受赏者
横浜市立大学大学院生命ナノシステム科学研究科
物质システム科学専攻（量子物理化学研究室） 教授
立川 仁典
研究课题
水素量子効果を持つ结晶系の第一原理シミュレーション法の开発
横浜市立大学大学院生命ナノシステム科学研究科
物质システム科学専攻（量子物理化学研究室） 教授
立川 仁典
研究课题
水素量子効果を持つ结晶系の第一原理シミュレーション法の开発
発表内容
—今回、受赏された研究成果について、立川仁典教授に解説いただきました。
今回のHPCI利用研究课题優秀成果賞では、従来の手法だけでは計算できない水素原子核自身の量子力学的振舞い（水素量子効果）を研究対象とするために、我々が新たに開発してきた理論手法、および複数台のコンピュータを効率的に使用できるアルゴリズム（並列化）の実装が受賞対象となりました。
具体的には、水素量子効果の精緻なシミュレーションを実现する手法としては、粒子をビーズで繋げてネックレスのように表现する手法（経路积分法）、またサイコロを振って（乱数を用いて）物质の状态をシミュレーションする手法（量子モンテカルロ法）、を开発してきました（详しくはに载っていますので、気軽に游びに来てください！）。それにより、电子と原子核すべてを「まるごと」量子力学的な精密计算を可能とし、今まで説明できなかった実験结果の再现や反応机构を解明してきました。これらの手法の特徴は、复数台のコンピュータを効率的に使用できるアルゴリズム（并列化）を内包しているという点です。今回の贬笔颁滨戦略プロジェクトで、多数の计算机を使用した実装実験により、ほぼ100%近い并列化効率を达成することに成功し、今后のさらなる超并列计算机环境においても大きく贡献できるものと期待しています。
具体的には、水素量子効果の精緻なシミュレーションを実现する手法としては、粒子をビーズで繋げてネックレスのように表现する手法（経路积分法）、またサイコロを振って（乱数を用いて）物质の状态をシミュレーションする手法（量子モンテカルロ法）、を开発してきました（详しくはに载っていますので、気軽に游びに来てください！）。それにより、电子と原子核すべてを「まるごと」量子力学的な精密计算を可能とし、今まで説明できなかった実験结果の再现や反応机构を解明してきました。これらの手法の特徴は、复数台のコンピュータを効率的に使用できるアルゴリズム（并列化）を内包しているという点です。今回の贬笔颁滨戦略プロジェクトで、多数の计算机を使用した実装実験により、ほぼ100%近い并列化効率を达成することに成功し、今后のさらなる超并列计算机环境においても大きく贡献できるものと期待しています。
—立川仁典教授のコメント
この度は、「HPCI利用研究课题優秀成果賞受賞課題（物質?材料?化学分野）」という大変名誉な賞を賜り、非常に光栄に存じます。最近の「日本コンピュータ化学会学会賞」や「分子科学国際学術」に続く連続受賞、また学生の頑張りによる「日本化学会学生講演賞」を含め、研究室チーム全体としての受賞であったことを大変嬉しく思います。
私は本学にて「量子物理化学研究室」を主宰しています。生命科学?化学?物理学、そしてそれらの境界领域には、とてつもなく広大な「未开の知」が拡がっています。私の研究室では、计算机を用いたシミュレーションやデータサイエンス的手法を駆使して、様々な自然科学现象の理解、そして新しい现象の予测?発见に挑み、この「未开の知」を开拓しています。その中でも私の研究の基轴は、従来手法や既存のプログラム（アプリ）だけでは达成できないような、より精緻なシミュレーションを実现するために、新しい理论手法?计算手法?统计手法の开発とそのプログラム（アプリ）実装、そして本手法を駆使した现実系（実社会）への応用展开、にあります。今回の受赏では、このような研究の基轴が评価いただけたものと考えております。今回の受赏を励みに、本学において、当该分野の拠点形成に取组んでいく所存です。
私は本学にて「量子物理化学研究室」を主宰しています。生命科学?化学?物理学、そしてそれらの境界领域には、とてつもなく広大な「未开の知」が拡がっています。私の研究室では、计算机を用いたシミュレーションやデータサイエンス的手法を駆使して、様々な自然科学现象の理解、そして新しい现象の予测?発见に挑み、この「未开の知」を开拓しています。その中でも私の研究の基轴は、従来手法や既存のプログラム（アプリ）だけでは达成できないような、より精緻なシミュレーションを実现するために、新しい理论手法?计算手法?统计手法の开発とそのプログラム（アプリ）実装、そして本手法を駆使した现実系（実社会）への応用展开、にあります。今回の受赏では、このような研究の基轴が评価いただけたものと考えております。今回の受赏を励みに、本学において、当该分野の拠点形成に取组んでいく所存です。