前園グループ/مجموعة مايزونو/กลุ่ม มาเอะโซโน/मेइजोनो समूह /前园研究室
Dec 19, 2024 updated
Based on the Quantum Many-body theory as our background, we are working on wide-ranged topics from fundamental problems of many-body theory to industrial applications of nano-simulation, including High Performance Computing using various super computers avaiable in JAIST. International collaborators are ranging not only in US/European countries but also in Asian, African, Indian, and Middle East countries.
我々のグループは、多体電子論を出自の学問基盤として、量子多体系の基礎的問題から、産業科学としてのナノシミュレーション、関連するスパコン高速計算科学まで幅広く研究展開しております。欧米の関連研究グループのみならず、アフリカや東南アジア域、インド、中東域にも学生派遣を含めて国際的に連携しています。
JAIST was founded in October 1990 as the first governmental independent graduate school in Japan, to carry out graduate education based on research at the highest level in advanced science and technology. JAIST aims at establishing an ideal model of graduate education for Japan. More than 40% of JAIST students are from overseas.
北陸先端大は、学部を持たない日本初の国立大学院大学として設立され、大学院教育設計に関する、数々の新しい制度導入に実績のある、極めて特色の高い教育研究機関です。
Electronic Structure Calculation Group at JAIST
物質科学の理論とスパコンによる材料情報学
物性理論/量子化学/多体電子論/スーパーコンピュータ/マテリアル・インフォマティクス/モンテカルロ/第一原理計算
JAISTのスパコンを使って世界最大級・最先端シミュレーション研究に挑戦
「研究を始めるのに必要な知識・能力」
理工系学部低学年の共通教育程度の数学、文献調査に最低限必要な英語、物質科学基礎分野の面白さに馴染める順応性、国際性の高い分野で通用する社交性、専門分野に拘泥しない高い知的好奇心
「この研究で身につく能力」
客観性を第一に基礎方程式から数値計算を行う「第一原理」と呼ばれるアプローチによる研究分野です。「積極的な近似方針に基づく模型化アプローチ」とは異なり、得られた純朴なデータを前に、如何に考察を展開するかについては、とりわけ労力が要求されます。周到な先行研究調査と、これに基づく問題点の洗い出し/位置づけがなされない限り、考察事項を設定することも出来ず、研究をまとめ上げることが出来ません。これら一連は、企業などで指導的立場に立ってプロジェクトを主導する人材に必ず必要となる素養です。学位授与を伴う研究とは、高度に細分化された技術事項を習得する事ではなく、「きちんとした論拠に基づいて考える経験」を積む事であると考えて研究指導を行っています。
「研究内容」
「マテリアルインフォマティクスの科学」
大量高速のデータ処理を可能とした情報科学は、物質科学分野の研究をも質的に変革させています。高々100種にも満たない地球上の原子の組合せを計算機上で仮想実現し、量子力学シミュレーションを網羅的に実行して、我々にとって機能性の高い未知の物質をデザインするという研究分野が、各国主導で本格化しています。量子力学的な世界は、我々の古典的直観からかけ離れた領域です。「計算してみないとわからない」シミュレーションが本質的な役割を担います。材料、バイオ、製薬といった産業界からも大きな関心がもたれています。
「多体電子論の未解決課題に対する解明」
グループが専門とする第一原理拡散モンテカルロ法は、磁性や超伝導など特異物性の起源に関わる量子多体問題上の未解決問題群に対し「決定版的切札」とされている強力手法です。これまで、フント則の起源、電子相関によるバンド幅変化、磁気モーメントの発生起源、カシミア・ポルダー力、励起子モット転移といった話題に業績を挙げています。
「シミュレーション科学の人材育成」
次世代スパコン「京」などで知られるようにシミュレーション科学が益々重要性を増しています。最先端の高速計算に強く依存するシミュレーション科学では、物理学/ 化学などの基礎科学のみならず、大型計算機に関する深い素養なくしてはトップレベルの理論研究は遂行出来なくなってきています。JAISTが誇る我が国トップレベルの高速計算機群に慣れ親しみ、計算機科学に関する優れた系統的コースワークを経験した新しいタイプの「シミュレーション科学者」養成を目指しています。
指導的社会人として学位所持者にふさわしい活躍ができる素養の習得を重視します。単に思いつきや発想だけで行動するのではなく、実現可能性や持続可能性を勘案して物事を策定する事、一つの考えだけを推し進めるのではなく、多数のオプションを比較勘案して批判的科学的に方策選択できる能力、日頃の生活管理も含めて、並走するプロジェクトを管理できる能力、それを裏付ける文書管理能力、ダイジェスト能力、表現語彙力などには日頃から厳しく指導を行っています。これら能力の向上に前向きな学生を歓迎します。
We are working on ab initio electronic structure calculations, especially highlighting Quantum Diffusion Monte Carlo techniques, but even with DFT, MO, and CALPHAD. The field is highly interdisciplinary, ranging Physics, Chemistry, Biology, Computer Science, and Statistics. Our group has originally focused on electron correlations in quantum many-body physics, but recent massively parallel computers have extended our research interests to diverse topics as above.
量子モンテカルロ法電子状態計算/第一原理量子モンテカルロ法/量子拡散モンテカルロ法>第一原理量子モンテカルロ法というシミュレーション手法を核に研究を進めています。物理学・化学・計算機科学・統計科学などをベースとした高度な複合科学です。元来は多体電子論/電子相関を専門とした物性理論の研究グループですが、下記いずれもの側面から 研究展開 が可能です。
High Performance Computing (Computer Science)/高速シミュレーション科学(計算機科学)
Nano Materials Informatics (Computational Materials Science)/ナノ産業応用科学(計算物質科学)
Quantum Many-body theory (Theoretical Condensed Matter Physics)/多体電子論基礎科学(物性理論)
Statistical Science/統計科学
We’ve got research grants from governmental research funds as well as from several research foundations for the range of research topics as below:
以下のような研究項目で、政府系研究資金や各種研究振興財団から助成を受けております。
021/ Quantum Many-body problem /量子多体問題
022/ Industrial Applications /第一原理計算の産業応用
023/ Condensed Matter Theory /電子物性の理論基礎
024/ Materials Informatics /マテリアルインフォマティクス/材料情報学
025/ High performance computing /スパコン科学/ハイパフォーマンスコンピューティング
026/ Outreach activities /アウトリーチ活動
We are performing massively parallel simulations using various types of cutting-edge supercomputers in Japan, i.e., the K computer at RIKEN and several supercomputers at JAIST (Cary XC30 was ranked in Top500 SCs as of June 2013). In addition, we have our own test environment of parallel computation consisting of more than 800-core PC clusters and GPGPU clusters.
JAISTのスパコン群や、神戸の京速スパコン、グラフィックカードなどを駆使した高速大規模シミュレーションに取り組みます。
電池や腐食、触媒反応や生化学反応など、今後ますます重要となる電子レベル・シミュレーションの産業応用を見据えての、信頼性の高いナノマテリアル・シミュレーションに取り組みます。
We are tackling fundamental problems in quantum many-body physics, where there still exists open questions about origin of diversity of quantum many-body effects arising from interacting particles, i.e., magnetism, superconductivity, as well as molecular interactions.
多数の粒子が量子力学的な相互作用で多体系を構成する際の多様性の根源に関しては、未解明問題も多く高度に基礎科学的な研究テーマです。磁性や超伝導、分子間力の根源に迫る基礎課題に取り組みます。
We are developing statistical simulation techniques that enable us to acquire knowledge from big sampling data. For instance, we have devised optimal sampling techniques, taking account of characteristic structures of distribution functions.
大量のサンプリングデータから知識を再構築するという側面をもったシミュレーションを扱っています。統計量の最適化手法、特にサンプリング対象の統計分布関数の特性を考慮した最適化手法の改良に取り組みます。
JR/Komatsu station is the destination for your trip plan. From the station, you can take free-shuttle service to JAIST (reservation by faculties required). The shuttle departs from here Tell your name to the driver when you get in the shuttle.
本学へのご旅程を組む際は、JR小松駅を到着地として本学シャトル/無料(当方にて予約手配)を利用し来学頂きます。小松駅でのシャトル乗車場所は こちら です。ドライバーに氏名を申し出て乗車して下さい。
Time table of the shuttle is given here . Please let us know which shuttle you’ll take so that we can make reservation for you. When you arrive at JAIST, we will meet you at the parking place, then we take you to our lab. and your accommodation.
シャトルの乗車時間は こちら となります。乗車時間をお伝え頂ければ当方らで予約手配を致します。シャトル到着後は停車場所にてお出迎えして研究室/宿所にお連れいたします。