分布急尖性を考慮した量子モンテカルロ法による原子局所力計算の改善に関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22760061
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 工学基礎
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 前園 涼 北陸先端科学技術大学院大学, 情報研究科, 准教授 (40354146)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 応用数学 / 確率論 / 計算物理 / 統計数学 / 物性理論

研究概要

物質科学を対象とした量子モンテカルロ法電子状態計算においては、素朴な中心極限定理が成立しない事が明らかとなっている。この事が波動関数の変分最適化や局所力算定における数値的不安定性の原因となる。サンプリングに人為的な重みを導入した拡張アンサンブル法により高次モーメント積分の発散を抑え、エッジワース展開可能な中心極限定理に復元出来る。このような改良化サンプリング法を実装し、変分最適化計算の数値的安定性や収束速度の向上を実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Structural, electronic, and dynamical properties of Pca21-TiO(2) by first principles (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Abbasnejad, M. R. Mohammadizadeh and R. Maezono
  • 雑誌名: Euro physics Letter 巻: 97, 56003 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] A benchmark quantum Monte Carlo study of the ground state chromium dimer (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenta Hongo and Ryo Maezono
  • 雑誌名: Int. J. Quant. Chem. 巻: 112 ページ: 1243-1255
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Monte Carlo simulations with RANLUX random number generator (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenta Hongo and Ryo Maezono
  • 雑誌名: Progress in NUCLEAR SCIENCE and TECHNOLOGY 巻: Vol.2 ページ: 51-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab initio quantum Monte Carlo study of the binding of a positron to alkali-metal hydrides (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukiumi Kita, Ryo Maezono, Masanori Tachikawa, Mike D. Towler, and Richard J. Needs
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 135, 54108 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration of a QM/MM-QMC simulation using GPU (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Uejima, Tomoharu Terashima, Ryo Maezono
  • 雑誌名: J. Comput. Chem. 巻: 32 ページ: 2264-2272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size dependence of the bulk modulus of semiconductors nanocrystals (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Cherian, C. Gerard, P. Mahadevan, Nguyen Thanh Cuong, and Ryo Maezono
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: B82, 235321 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimum and efficient sampling for variational quantum Monte Carlo (2010)
  • 著者名/発表者名: J. R. Trail and Ryo Maezono
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 133, 174120 ページ: 1-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diamond to beta-tin phase transition in Si within quantum Monte Carlo (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Maezono, N. D. Drummond, A. Ma, and R. J. Needs
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: B82, 184108 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Random number generators tested on quantum Monte Carlo simulations (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenta Hongo, Ryo Maezono, Kenich Miura
  • 雑誌名: Comput. Chem. 巻: 31 ページ: 2186-2194
• [学会発表] 金属ナノワイヤにおける分散力の非加算性、新学術領域「コンピューティクスによる非平衡・相関科学の開拓」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス・工学部六号館、東京
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 固体系の量子モンテカルロシミュレーションのGPGPUによる高速化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上嶋裕、前園涼
  • 学会等名: 第2回計算物質科学イニシアティブ(SMSI)研究会
  • 発表場所: 東北大学金属材料研究所、宮城
  • 年月日: 2012-01-30
• [学会発表] Electron-Hole Bilayer system ; Quantum Monte Carlo study (2012)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費補助金・新学術領域研究「動的相関光科学」、「コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス」領域合同講演会
  • 発表場所: 京都大学化学研究所、京都
  • 年月日: 2012-01-05
• [学会発表] Non-additivity in metallic tri-wire binding (2011)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 3rd Kanazawa U-Jaist joint meeting on computational science
  • 発表場所: 北陸先端科学技術大学院大学,石川
  • 年月日: 2011-12-21
• [学会発表] 量子モンテカルロ法による電子状態計算 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費補助金・新学術領域研究「動的相関光科学」、「コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス」領域合同講演会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス、大阪
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] Non-additivity in metallic tri-wire binding (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Maezono, A. Misquetta, N. D. Drummond, and R. J. Needs
  • 学会等名: Graphene Roadmap Consultation Workshop : First-Principles Computational Methodologies for Two-Dimensional, Materials
  • 発表場所: Lancaster University, Lancaster, UK
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 量子モンテカルロ法による電子状態計算 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 文部科学省「革新的ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラ(HPCI)の構築」HPCI戦略分野2「新物質・エネルギー創成」計算物質科学イニシアティブ(CMSI)計算分子科学研究拠点(TCCI)第2回研究会
  • 発表場所: 理化学研究所計算科学研究機構(AICS) 6階講堂、神戸
  • 年月日: 2011-08-11
• [学会発表] 量子モンテカルロ法による電子状態計算 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 理研セミナー
  • 発表場所: 理化学研究所大河内記念ホール、埼玉
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] 多成分量子モンテカルロ法を用いた電子正孔系の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費補助金・新学術領域研究「動的相関光科学」第5回シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学化学研究所、京都
  • 年月日: 2011-06-13
• [学会発表] GPUを用いたFMO-QMC計算の高速化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 物性とアーキテクチャ勉強会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス・工学部六号館、東京
  • 年月日: 2011-05-09
• [学会発表] 量子モンテカルロ計算における分布急尖性とサンプリング法の改良 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前園涼、ジョン・トレイル
  • 学会等名: 日本物理学会2011年春季大会
  • 発表場所: 新潟大学、新潟
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Binding of chromium dimer studied by QMC (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Maezono
  • 学会等名: 2nd Kanazawa U.-JAIST joint meeting on computational science
  • 発表場所: Kanawzawa Univ., Japan Advanced Institute for Science and Technology,石川
  • 年月日: 2011-02-14
• [学会発表] Electronic structure calculation using Quantum Monte Carlo technique (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryo Maezono
  • 学会等名: JAIST-CNSI Workshop 2011
  • 発表場所: California Nan Systems Institute, UCLA, Los Angeles, CA, USA
  • 年月日: 2011-01-13
• [学会発表] 多成分量子モンテカルロ法を用いた電子正孔系の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 物性研・CMSI・次世代ナノ情報合同研究会
  • 発表場所: 東京大学物性研究所、千葉
  • 年月日: 2011-01-05
• [学会発表] Binding of chromium dimer studied by QMC (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Maezono
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Sheraton Waikiki, Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] Quantum Monte Carlo study of the positron binding to alkali metal hydrides (2010)
  • 著者名/発表者名: Yukiumi Kita, Ryo Maezono and Masanori Tachikawa
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Sheraton Waikiki, Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] GPU利用によるフラグメント分子軌道法QMC計算の高速化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 物性とアーキテクチャ勉強会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス・工学部六号館、東京
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] 電子ガス中の1原子問題: DM Cのアプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 新学術領域A03班合同研究会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス・工学部六号館、東京
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] 多成分量子モンテカルロ法を用いた電子正孔系の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 東北大学電気通信研究所共同プロジェクト
  • 発表場所: 東北大学、宮城
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] 量子モンテカルロ計算における分布急尖性とサンプリング法の改良 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 計算物質科学イニシアティブ
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス・工学部六号館、東京
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] Random Number Generators Tested on Quantum Monte Carlo Simulations (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenta Hongo, Ryo MAEZONO, Kenich Miura
  • 学会等名: The Joint International Conference of the 7th Supercomputing in Nuclear Application and the 3rd Monte Carlo
  • 発表場所: Japan Atomic Energy Agency,東京
  • 年月日: 2010-10-20
• [学会発表] 拡散モンテカルロ法による銅表面への一酸化炭素の吸着に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前園涼、グエン・タン・クン
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大・なかもずキャンパス、大阪
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] Acceleration of Quantum Monte Carlo simulation using GPU (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoharu Terashima, Ryo Maezono
  • 学会等名: Psi-k 2010 Conference
  • 発表場所: European Psi-k network, Berlin, Germany
  • 年月日: 2010-09-12
• [学会発表] 量子モンテカルロ法による電子状態計算 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: 若手研究者の分野交錯研究推進プログラム
  • 発表場所: 国際高等研究所、京都
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] 多成分量子モンテカルロ法を用いた電子正孔系の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 学会等名: DYCE理論ワークショップ
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス(理学部H701室)、大阪
  • 年月日: 2010-08-09
• [学会発表] Recent studies about bindings by QMC(I)(Cr-dimer and Si-cluster). 2. Recent studies about bindings by QMC(II).(DNA stacking, and Cu-surface) (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Maezono
  • 学会等名: Quantum Monte Carlo study group meeting
  • 発表場所: Academia SINICA, Taiwan
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] Weak interactions treated by DMC (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Maezono
  • 学会等名: Quantum Monte Carlo in the Apuan Alps VI
  • 発表場所: The Towler Insitute, Tuscany, Italy
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] アルカリ金属水素化物への陽電子吸着に関する理論的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北幸海、前園涼、立川仁典
  • 学会等名: 第13回理論化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館、北海道
  • 年月日: 2010-05-23
• [図書] A Quantum Monte Carlo Study of the Ground State Chromium Dimer (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hongo and R. Maezono
  • 総ページ数: 91-99
  • 出版者: American Chemical Society
• [図書] 量子モンテカルロ法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前園涼
  • 総ページ数: 49-65