前園グループ/مجموعة مايزونو/กลุ่ม มาเอะโซโน/मेइजोनो समूह /前园研究室
May 26, 2023 updated
Table of Contents
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。
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。