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2014 Fiscal Year Annual Research Report

テンソル分解法を用いた高精度第一原理計算手法の開発

Research Project

Project/Area Number 25887017
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

笠松 秀輔  東京大学, 物性研究所, 助教 (60639160)

Project Period (FY) 2013-08-30 – 2015-03-31
Keywords第一原理計算 / 配置換相互作用 / テンソル分解
Outline of Annual Research Achievements

今年度も引き続き、対称テンソル分解CI (STD-CI) 法の変分アルゴリズムの検討を行った。特に、テンソル分解の階数を増やしてもエネルギーの改善が見られない問題に取り組んだ。この問題が生じている計算について変分計算の進み方を調べたところ、1つのテンソル分解階数が寄与する波動関数の成分のみが相対的に大きくなってしまい、他の成分が実質ゼロになっていることが分かった。このことから、各テンソル分解階数が寄与する波動関数のノルムの制御が重要であることが示唆される。これは、機械学習の分野において、関数に対して単なる直接フィッティングを行うのではなく、ノルムなどに対する罰則項を付加する、いわゆる正則化の必要性に関連していると考える。

一方、共同研究者の植村、杉野と共に、STD-CI波動関数の変分空間を拡張した拡張STD-CI (ESTD)法を開発した。本手法でも上記のような問題が生じたが、各テンソル分解階数ごとに波動関数のノルムが1となるような制約を変分パラメータに加えたところ、安定的に計算出来るようになった。これにより、水分子に対して完全CI計算のエネルギーと倍精度浮動小数点数の数値精度の範囲内で完全に一致する計算を行うことができた。本成果については、原著論文を投稿中である。

昨年からの課題であるスピンや分子構造の対称性の考慮については、文献調査の結果、原子核物理の分野で古くから用いられているgenerator coordinate法がSTD-CI波動関数に対しても有用であると考えるに至った。プログラムへの実装については今後の課題である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (2 results)

All 2014

All Presentation (2 results)

  • [Presentation] 対称テンソル分解による配置間相互作用法とその発展2014

    • Author(s)
      植村渉、笠松秀輔、杉野修
    • Organizer
      第5回CMSI研究会
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス(宮城県、仙台市)
    • Year and Date
      2014-12-09
  • [Presentation] 対称テンソル分解CI法によるBeH2分子の解析2014

    • Author(s)
      笠松秀輔、植村渉、杉野修
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋期大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県、春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-08

URL: 

Published: 2016-06-01  

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