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高性能電子構造計算プロトタイピング環境の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05660
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関九州大学

研究代表者

本田 宏明  九州大学, システム情報科学研究院, 学術研究員 (80404044)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2017年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード学習用プログラム / 量子化学計算プログラム / プロトタイピング環境 / 高性能計算 / スクリプト言語 / 学習向け分子軌道法プログラム / プロトタイピング向け分子軌道法プログラム / 分子積分 / CSFベースハミルトニアンエネルギー表式 / 量子化学 / 情報科学 / 計算科学 / プログラム開発
研究実績の概要

本研究では、量子化学計算プログラムのアルゴリズムや具体的な実装方法の学習を容易にするためかつ、実装のプロトタイピングにも利用可能な、スクリプト言語を利用した電子構造計算のプロトタイピング環境の研究開発を実施した。スクリプト言語としてRubyを利用した。一般にスクリプト言語実装ではネイティブコードに比較して実行時間が増加するが、分子積分ならびに線形ライブラリのネイティブコード実装を利用することで解決した。実行時間については、13000次元程度のCI計算で 10 分程度と、学習用には十分な実行時間といえる。また、実装が複雑な CASSCF の CSF ベース実装について、コメント部分を除き1000行強程度と非常に見通しの良い実装となった。開発したプログラムについて国内で5回の講習会を実施した。その際には参加者からフィードバックを受け、入力方法やコメントの作成等コードをより理解しやすいものとし、オープンソースリポジトリに公開することで、普及に努めた。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Development and Performance Evaluation of Configuration Interaction and Complete Active Space SCF Calculation Program by Ruby Scripting Language2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Honda, Takeshi Noro
    • 学会等名
      xSIG 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A Prototyping Environment for Generating Hamiltonian Matrix Elements by Scripting Languages2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Honda
    • 学会等名
      ISPAC2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 平面波局在基底ハイブリッド電子状態計算の開発と応用2017

    • 著者名/発表者名
      石元 孝佳, 本田 宏明, 甲斐 裕之
    • 学会等名
      第11回 分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電子構造計算プロトタイピング環境の開発 ーCSF ベース CASSCF モジュールの実装ー2017

    • 著者名/発表者名
      本田 宏明, 野呂 武司
    • 学会等名
      第11回 分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of A Memory Efficient Communication Method for Connecting MPI Programs by using ACP Library2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Honda, Yoshiyuki Morie, and Takeshi Nanri
    • 学会等名
      The 35th JSST Annual Conference International Conference on Simulation Technology (JSST 2016)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CSFベースハミルトニアン行列エネルギー表式生成プログラムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      本田 宏明, 野呂 武司
    • 学会等名
      分子科学討論会2016
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2018-12-17  

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