情報理論を活用した自由エネルギー曲面探索法の開発

• Project/Area Number: 25K18000
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 杉山 佳奈美 京都大学, 工学研究科, 助教 (70974377)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2027: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2026: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
• Keywords: 情報理論 / 自由エネルギー / 反応経路探索

Outline of Research at the Start

化学反応の理論解析では、よく分子構造の変化に伴うエネルギー変化を表したポテンシャルエネルギー曲面や自由エネルギー曲面が利用される。自由エネルギーは構造の安定性や反応性を議論するために重要な指標だが、その算出には高コストな計算を必要とする。そこで本研究では情報理論に着目し、これを用いた簡便かつ高速な自由エネルギー算出方法を新たに導出する。そして、本手法と反応経路自動探索法を組み合わせることで、従来は困難であった大規模な自由エネルギー曲面上の探索を実現する。さらに開発手法をいくつかの化学反応へ応用し、自由エネルギーの寄与について議論する。