分光学的精度を目指した分子軌道プログラムの高度生成

• 研究課題/領域番号: 23350009
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 天能 精一郎 神戸大学, その他の研究科, 教授 (00270471)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円); 2014年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: F12理論 / 電子相関 / 高精度計算 / 分光学的精度 / コード自動生成 / カスプ条件 / 論理推進演算子 / 四成分相対論 / QED補正

研究成果の概要

整数列によるシンボリック表現（ストリングス）を用いた、高次の励起演算子を含む結合クラスター理論の方程式の導出を自動化、整数列の並び替えによる最適化を含む計算プログラムの自動生成を行った。また、四成分相対論によるMP2-F12法と拡張された論理推進演算子によるMP3-F12法の開発を行った。これらを大規模分子系に適用するために、分子求積法に基づくF12法の超並列アルゴリズム実装を行い、イオン化ポテンシャルを高精度で見積もる露わに電子相関を考慮したダイソン方程式と制約エネルギー分母法へと拡張した。任意の励起状態を高精度に計算するための有効ハミルトニアンによる量子モンテカルロ法の研究も進めた。

研究成果

• [雑誌論文] Massively parallel MP2-F12 calculations on the K computer (2015)
  • 著者名/発表者名: Y.-y. Ohnishi, K. Ishimura, and S. Ten-no
  • 雑誌名: Int. J. Quantum Chem. 巻: 115 号: 5 ページ: 333-341
  • DOI: 10.1002/qua.24819
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interaction energy of large molecules from restrained denominator MP2-F12 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.-y. Ohnishi, K. Ishimura, and S. Ten-no
  • 雑誌名: J. Chem. Theor. Comp. 巻: 111 号: 11 ページ: 4857-4861
  • DOI: 10.1021/ct500738g
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alternative formulation of explicitly correlated third-order Møller-Plesset perturbation theory (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.-y. Ohnishi and S. Ten-no
  • 雑誌名: Mol. Phys. 巻: 111 号: 16-17 ページ: 2516-2522
  • DOI: 10.1080/00268976.2013.793846
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stochastic determination of effective Hamiltonian for the full configuration interaction solution of quasi-degenerate electronic states (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 138 号: 16 ページ: 164126-164126
  • DOI: 10.1063/1.4802766
  • 査読あり
• [雑誌論文] Explicitly correlated four-component relativistic second order Møller-Plesset perturbation theory (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no and D. Yamaki
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 137 号: 13 ページ: 131101-131101
  • DOI: 10.1063/1.4757415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Explicitly correlated electronic structure theory from R12/F12 ansatze (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Ten-no, J.Noga
  • 雑誌名: Wiley Interdisciplinary Reviews : Computational Molecular Science 巻: 2 号: 1 ページ: 114-125
  • DOI: 10.1002/wcms.68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Explicitly correlated wave functions : summary and perspective (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Ten-no
  • 雑誌名: Theor.Chem.Acc. 巻: 131 号: 1
  • DOI: 10.1007/s00214-011-1070-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Explicitly correlated Mukherjee's state specific coupled cluster method : Development and pilot applications (2012)
  • 著者名/発表者名: O.Demela, S.Kedzuch, M.Svana, S.Ten-no, J.Pittner, J.Noga
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 巻: 14 号: 14 ページ: 4753-4762
  • DOI: 10.1039/c2cp23198k
  • 査読あり
• [学会発表] Massively Parallel Implementation of F12 Electronic Structure Methods (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: A Voyage From Molecules to Materials with Numerical Methods for Quantum Chemistry
  • 発表場所: Tromso, Norway
  • 年月日: 2015-01-11 – 2015-01-14
  • 招待講演
• [学会発表] 露わに相関した二次のダイソン自己エネルギーによるイオン化ポテンシャルの計算 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大西裕也、天能精一郎
  • 学会等名: 第８回分子科学討論会
  • 発表場所: 広島大学（東広島キャンパス）
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-24
• [学会発表] モデル空間量子モンテカルロ法による高精度計算 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大塚勇起、天能精一郎
  • 学会等名: 第８回分子科学討論会
  • 発表場所: 広島大学（東広島キャンパス）
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-24
• [学会発表] Fundamental aspects of explicitly correlated F12 electronic structure theory (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: Current Topics in Theoretical Chemistry, Nha Trang Workshop 2014
  • 発表場所: Nha Trang, Viet Nam
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] Perspectives on explicitly correlated electronic structure theory (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: IAQMS meeting
  • 発表場所: Villa Maria Serena in Menton, France
  • 年月日: 2014-07-05 – 2014-07-06
  • 招待講演
• [学会発表] Some results from restrained denominator MP2-F12 and model space quantum Monte Carlo (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: Low-scaling and Unconventional Electronic Structure Techniques (LUEST) 2014
  • 発表場所: Telluride, Colorado, USA
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-05
  • 招待講演
• [学会発表] エネルギー分母を修正した二次摂動論と分散相互作用系への適用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大西裕也、石村和也、天能精一郎
  • 学会等名: 第17回理論化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学（東山キャンパス）ES総合館
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-24
• [学会発表] モデル空間量子モンテカルロ法による基底・励起状態のポテンシャルエネルギー曲線の計算 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大塚勇起、天能精一郎
  • 学会等名: 第17回理論化学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学（東山キャンパス）ES総合館
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-24
• [学会発表] Model Space Quantum Monte Carlo Method: Basic Ideas and Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: Recent Advances in Correlation Problem – 2013
  • 発表場所: Indian Association for the Cultivation of Science, Kolkata, India
  • 招待講演
• [学会発表] Model space quantum Monte Carlo method for full CI solutions of quasi-degenerate electronic states (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: 246th ACS National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Indianapolis, Indiana, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Model space quantum Monte Carlo method for full CI solutions of quasi-degenerate electronic states (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: Second Brock-Kobe Bilateral Workshop on Scientific Computation
  • 発表場所: Brock University, Canada
  • 招待講演
• [学会発表] Stochastic determination of effective Hamiltonian for the full CI solution of quasi-degenerate electronic states (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: 7th Molecular Quantum Mechanics 2013, Electron Correlation: The Many-Body Problem at the Heart of Chemistry
  • 発表場所: Lugano, Switzerland
  • 招待講演
• [学会発表] モデル空間量子モンテカルロ法I基本的なアイデアと予備的計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天能精一郎
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府民総合交流プラザ）
• [学会発表] モデル空間量子モンテカルロ法IIhybrid並列実装といくつかの応用例 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大塚勇起，天能精一郎
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府民総合交流プラザ）
• [学会発表] 超並列MP2-F12法による巨大分子の高精度計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大西裕也，石村和也（分子研），天能精一郎
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府民総合交流プラザ）
• [学会発表] Explicitly correlated perturbation theory using cusp conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: Molecular electronic structure at Troy
  • 発表場所: Canakkale, Turkey
  • 招待講演
• [学会発表] The rational generator in explicitly correlated electronic structure theory (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: Theory and Applications in Computational Chemistry (TACC) 2012
  • 発表場所: Pavia, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Recent advances in explicitly correlated electronic structure theory using cusp conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: The 2012 International Congress of Quantum Chemistry
  • 発表場所: Boulder, Colorado, USA
  • 招待講演
• [学会発表] F12 theory in conjunction with relativity and determinantal-based QMC method (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ten-no
  • 学会等名: Low-scaling and Unconventional Electronic Structure Techniques
  • 発表場所: Telluride, Colorado, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 露わに相関した三次の摂動エネルギーに関する理論的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大西裕也，天能精一郎
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
• [学会発表] ４成分相対論的MP2-F12法のHe様原子とAuH系への適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山木大輔，天能精一郎
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
• [学会発表] 露わに電子相関を考慮したスレーター行列式を用いたプロジェクタモンテカルロ(PMC-SD-F12)法による高精度計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大塚勇起，天能精一郎
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
• [学会発表] Explicitly correlated perturbation theory using cusp conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: Seiichiro Ten-no
  • 学会等名: Recent Advances in Many-Electron Theories (RAMET) II
  • 発表場所: プリ,インド(招待講演)
• [図書] 岩波講座 計算科学３ 計算と物質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 押山淳、天能精一郎、杉野修、大野かおる、今田正俊、高田康民
  • 総ページ数: 292
  • 出版者: 岩波書店
• [図書] 巨大分子系の計算化学-超大型計算機時代の理論化学の新展開「軌道描像を超える高精度F12電子状態理論」担当 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天能精一郎
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 日本化学会編(株)化学同人