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超大規模第一原理計算に基づいた複雑生体系の環境依存力場の作成

研究課題

研究課題/領域番号 26610120
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

宮崎 剛  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 理論計算科学ユニット, グループリーダー (50354147)

連携研究者 篠田 渉  名古屋大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70357193)
大塚 教雄  理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究員 (30465968)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード大規模第一原理計算 / プログラム開発 / 第一原理分子動力学 / 生物物理 / 計算物理 / 計算手法、プログラム開発 / イオンチャネル
研究成果の概要

本研究では、我々が開発している大規模第一原理計算プログラムを用いて、水溶媒中にある脂質2重層中に埋め込まれたイオンチャネルgramicidin Aという複雑生体系の複数の構造に対してセルフコンシステント第一原理計算を実現することに成功した。この結果と生体系に対する理論研究で通常用いられている古典力場の結果を比較することにより複雑生体系における古典力場の問題点を明らかにした。また、数万原子を含むような複雑生体系に対して精度の高い第一原理計算に基づく分子動力学法法を実現することを可能とする計算手法を開発した。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University College London(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Optimized multi-site local orbitals in the large-scale DFT program CONQUEST2015

    • 著者名/発表者名
      A. Nakata, D. R. Bowler and T. Miyazaki
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys., published online

      巻: - 号: 47 ページ: 31427-31433

    • DOI

      10.1039/c5cp00934k

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Large-scale DFT simulations with a linear-scaling DFT code CONQUEST on K-computer2014

    • 著者名/発表者名
      M. Arita, S. Arapan, D. R. Bowler and T. Miyazaki
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会英文誌

      巻: 1 号: 1 ページ: 87-97

    • DOI

      10.15748/jasse.1.87

    • NAID

      130004709207

    • ISSN
      2188-5303
    • 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] Efficient Calculations with Multisite Local Orbitals in a Large-Scale DFT Code CONQUEST2014

    • 著者名/発表者名
      A. Nakata, D. R. Bowler and T. Miyazaki
    • 雑誌名

      J. Chem. Theory Comput.

      巻: 10 号: 11 ページ: 4813-4822

    • DOI

      10.1021/ct5004934

    • 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] Stable and Efficient Linear Scaling First-Principles Molecular Dynamics for 10000+ Atoms2014

    • 著者名/発表者名
      M. Arita, D. R. Bowler and T. Miyazaki
    • 雑誌名

      J. Chem. Theory Comput

      巻: 10 号: 12 ページ: 5419-5425

    • DOI

      10.1021/ct500847y

    • 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
  • [学会発表] Million-atom DFT calculations with the CONQUEST code2016

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Miyazaki
    • 学会等名
      APCTCC7 (The 7th Asia-Pacific Conference of Theoretical and Computational Chemistry)
    • 発表場所
      Kaohsiung (Taiwan)
    • 年月日
      2016-01-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Linear scaling first-principles molecular dynamics for very large systems with the CONQUEST code2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Miyazaki
    • 学会等名
      250th American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      Boston (USA)
    • 年月日
      2015-08-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Large-scale first-principles molecular dynamics study on Si/Ge core-shell nanowires using a linear-scaling technique.2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Miyazaki
    • 学会等名
      CECAM WS: Next generation quantum based molecular dynamics
    • 発表場所
      Bremen (Germany)
    • 年月日
      2015-07-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] O(N)-DFT計算プログラムCONQUESTと櫻井杉浦法による大規模系の一電子波動関数解析2015

    • 著者名/発表者名
      中田彩子, 二村保徳, 櫻井鉄也, DavidBOWLER, 宮崎剛
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(新宿区、東京)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Stable and Efficient Linear Scaling First-Principles Molecular Dynamics for 10000+ atoms2015

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazaki, M. Arita, D. Bowler
    • 学会等名
      Int. Workshop on Comp. Phys. and Materials Science: Total Energy and Force Methods
    • 発表場所
      ICTP (Trieste, Italy)
    • 年月日
      2015-01-15 – 2015-01-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Stable and Efficient Linear Scaling First-Principles Molecular Dynamics for 10000+ atoms2014

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazaki, M. Arita, D. Bowler
    • 学会等名
      Int. Sympo. on Computics: Quantum Simulation and Design (ISC-QSD2014)
    • 発表場所
      東京大学(文京区、東京)
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Development and applications of a linear-scaling DFT code CONQUEST2014

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazaki
    • 学会等名
      4th Int. WS on Massively Parallel Programming Now in Quantum Chemistry
    • 発表場所
      東京大学(文京区、東京)
    • 年月日
      2014-11-23 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stable and Efficient Linear Scaling First-Principles Molecular Dynamics for 10000+ atoms2014

    • 著者名/発表者名
      M. Arita, D. Bowler, T. Miyazaki
    • 学会等名
      International Symposium on Extended Molecular Dynamics (NOSE30)
    • 発表場所
      慶応大学(港区、東京)
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] オーダーN法DFT計算プログラムCONQUESTにおける局在軌道の最適化と応用計算2014

    • 著者名/発表者名
      中田彩子, DavidBOWLER, 宮崎剛
    • 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、広島)
    • 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] Large-scale DFT simulations on nano structured materials using a linear-scaling technique2014

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazaki
    • 学会等名
      CC3DMR 2014
    • 発表場所
      Songdo Convensia (Incheon, Korea)
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 巨大分子の第一原理シミュレーションの実現

    • URL

      http://www.nims.go.jp/news/press/2014/12/201412080.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-01-31  

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