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量子化学大規模並列計算アルゴリズムの開発とその実装

研究課題

研究課題/領域番号 25730079
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 高性能計算
研究機関分子科学研究所

研究代表者

石村 和也  分子科学研究所, 理論・計算分子科学研究領域, 特任研究員 (80390681)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2014年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード量子化学 / スーパーコンピュータ / 並列計算 / 計算化学 / 巨大分子系 / オープンソースライセンス / 電子状態 / 計算科学
研究成果の概要

大規模並列量子化学計算アルゴリズムを開発・実装し、作成したプログラムSMASHをオープンソース(Apache 2.0)ライセンスで公開した。京コンピュータ10万CPUコアでも高い並列化効率と実行性能を示し、比較的高精度での巨大分子の電子状態及び構造計算が実用的になった。頻繁に用いられる1,2電子積分などの計算ルーチンをライブラリ化し他のプログラムへの組み込みを容易にした。応用面では、ナノサイズ金クラスターの精密な構造計算、他のプログラムと組み合わせた第一原理分子動力学計算による化学反応の活性化エネルギー計算を行った。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] On the hierarchical parallelization of ab initio simulations2016

    • 著者名/発表者名
      Sergi Ruiz-Barragan, Kazuya Ishimura, Motoyuki Shiga
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 646 ページ: 130-135

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2016.01.017

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of massively parallel quantum chemistry program SMASH2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Ishimura
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1702 ページ: 090053-090053

    • DOI

      10.1063/1.4938861

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantum Mechanical Molecular Interactions for Calculating Excitation Energy in Molecular Environments: A First-Order Interacting Space Approach2015

    • 著者名/発表者名
      J.Hasegawa, K.Yanai, K.Ishimura
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 16 号: 2 ページ: 305-311

    • DOI

      10.1002/cphc.201402635

    • NAID

      120005567735

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Program Package of Photoinduced Electron Dynamics: GCEED (Grid-based Coupled Electron and Electromagnetic field Dynamics)2015

    • 著者名/発表者名
      Masashi Noda, Kazuya Ishimura, Katsuyuki Nobusada
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 5 ページ: 011010-011010

    • DOI

      10.7566/jpscp.5.011010

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Massively-parallel electron dynamics calculations in real-time and real-space: Toward applications to nanostructures of more than ten-nanometers in size2014

    • 著者名/発表者名
      M. Noda, K. Ishimura, K.Nobusada, K. Yabana, T. Boku
    • 雑誌名

      J. Comput. Phys.

      巻: 265 ページ: 145-155

    • DOI

      10.1016/j.jcp.2014.02.006

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 量子化学計算オープンソースソフトウェアSMASHの開発と公開2016

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      計算分子科学研究拠点 第6回研究会
    • 発表場所
      分子科学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ナノサイズ分子の新規構造及び機能の探索2015

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      第6回CMSI研究会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超並列量子化学計算プログラムSMASH2015

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of Massively Parallel Program for Quantum Chemistry Calculations SMASH2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Ishimura
    • 学会等名
      15th International Congress of Quantum Chemistry
    • 発表場所
      Tsinghua University(Beijing, China)
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大規模並列量子化学計算プログラムSMASHの開発と公開2015

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      第18回理論化学討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of Massively Parallel Quantum Chemistry Program SMASH2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Ishimura
    • 学会等名
      International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering (ICCMSE) 2015
    • 発表場所
      Metropolitan Hotel Athens, Greece
    • 年月日
      2015-03-20 – 2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 超並列量子化学計算プログラムSMASHの開発・公開及び応用計算2015

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      第4回計算分子科学研究拠点(TCCI)産学連携シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノサイズ分子の新規構造及び機能の探索 -大規模並列計算プログラムの効率的な開発と公開-2014

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      第5回計算物質科学イニシアティブ(CMSI)研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-12-08 – 2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノサイズ分子の構造最適化超並列計算プログラム開発2014

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会2014
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 巨大分子の構造最適化並列計算プログラム開発2014

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      第17回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A new quantum chemistry program on K computer2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Ishimura
    • 学会等名
      第7回ビヨンド・シミュレーション・フォーラム~スーパーコンピューティング~
    • 発表場所
      豊橋科学技術大学(愛知県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 超並列量子化学計算プログラムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      元素戦略プロジェクト・大型研究施設連携シンポジウム2014~大型研究施設を利用した物質・材料研究の課題共有と共創~
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(千葉県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 超並列量子化学計算プログラムの開発2013

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      第16回理論化学討論会
    • 発表場所
      福岡市健康づくりサポートセンター(福岡県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Massively Parallel Program for Quantum Chemistry Calculations2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Ishimura
    • 学会等名
      5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター(奈良県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノサイズ分子の新規構造及び機能の探索 -大規模並列計算プログラムの効率的な開発-2013

    • 著者名/発表者名
      石村和也
    • 学会等名
      第4回CMSI研究会
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(千葉県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 大規模並列量子化学計算プログラムSMASH公開サイト

    • URL

      http://smash-qc.sourceforge.net/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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