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第一原理計算 入門

計算手法の理解と活用する際の要点、社内導入を検討する際の勘どころの把握

第一原理計算で何ができるのか?どうやるのか?どうやって導入するのか?
 高速化・高容量化した高性能計算機を用いて効率的に新規材料や代替材料の探索を行おうという取り組みが活発化しつつある。本セミナーでは、その一手法である第一原理計算の計算手法や実務に用いる際の要点、材料探索等に本格的に導入する際の要点、スーパーコンピュータなど関連技術動向等を解説する。
日時 2019年7月16日(火)  10:30~16:30
会場 東京・品川区大井町 きゅりあん  5階 第3講習室
会場地図
講師 大阪大学 ナノサイエンスデザイン教育研究センター 特任准教授 下司 雅章 氏
プロフィール

 金沢大学大学院数理情報科学専攻修了。博士(理学)。National Research Council of Canada研究員、東京大学大学院工学系研究科研究員、大阪大学大学院基礎工学研究科研究員、助手/助教、大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センター特任助教、特任講師を経て現在に至る。第一原理計算を用いての物性研究、特に高圧物性、スピントロニクスの研究に従事。
 2009年より「計算機マテリアルデザインワークショップ」の事務局を10年担当し、第一原理計算を使える人材の育成を手掛ける。2011年より京コンピュータの戦略プログラムの人材育成担当となり、スパコンを使いこなすための人材育成にも力を入れている。2017年に大阪大学出版会より「計算科学のためのHPC技術1&2」を出版。この書籍の元になる配信講義「計算科学技術特論A/B」を毎年4-7月に配信中。
受講料(税込)
各種割引特典
48,600円 ( S&T会員受講料 46,170円 ) S&T会員登録について
定価:本体45,000円+税3,600円
会員:本体42,750円+税3,420円
S&T会員なら、2名同時申込みで1名分無料 1名分無料適用条件
2名で48,600円 (2名ともS&T会員登録必須/1名あたり定価半額24,300円) 
備考資料・昼食付
得られる知識・第一原理計算とはどういうものか ~他の物質科学の計算方法との違い~
・第一原理計算で出来ること/出来ないこと
・第一原理計算を実際に使っていくには、どのようなことを知らないといけないのか(学術的な面と計算機利用の面)
・第一原理計算を企業の研究開発に導入を検討する場合の参考情報
・スーパーコンピュータの現状と今後
対象・第一原理計算を聞いたことがあるが、中身を知らない方
・導入を検討しているが、どんなことが出来るのか知りたい方

第一原理計算が対象とするのは物質科学、材料科学であることくらいは理解があることが望ましい。

セミナー趣旨

 第一原理計算は、量子力学に基づいた原子、分子レベルの挙動を高い精度で再現できるツールとして利用されつつあります。2000年以降それらのソフトウェアのパッケージ化が進み、有償無償の多くのものが入手可能になっています。ユーザーフレンドリなGUIも開発が進み、マウスだけの操作でもかなりのことが出来るようになってきています。しかし、それゆえに中身を詳しく知らなくても結果が出てくるため、かえってその結果の正しさを判断する力がないと間違った結果を信じてしまう可能性もあります。
 このセミナーでは第一原理計算というものはどういうものか、どのようなことが出来るのか、実際にそれを使うための準備や手順、それを正しく使うための知識などについて、実際にやる内容を中心に説明します。普通の講習会では扱われない重要なツールを正しく使うためのポイントを紹介します。
 第一原理計算を含むいろいろな物質科学・材料系シミュレーションソフトウェアも利用できるようになっています。それらをどのように使い分けるのか、どのような計算機で使うのが良いのか、スパコンの最新の現状も踏まえて、計算機を正しく使いこなして正しい結果を得るための情報を提供します。

セミナー講演内容

1.物質科学・材料科学におけるシミュレーション
 1.1 物質科学・材料科学におけるシミュレーションの種類
 1.2 第一原理計算の概要
 1.3 いくつかの応用事例
 1.4 シミュレーションは日本が生き残るための必須事項 ~ICTスキルの向上、人間は同じことを繰り返すと間違える!~

2.密度汎関数理論に基づいた第一原理計算
 2.1 簡単な理論的背景
 2.2 計算手法の種類と特徴 ~一つの方法で全てのことが出来るのではない!~
 2.3 実際の第一原理計算ソフトウェアとはどういうものか ~ソースコードから入手方法まで
 2.4 具体的計算の手順 ~入力ファイルから出力ファイルの中身について~
 2.5 第一原理計算実施の注意点 ~“ちゃんと”計算しないと意味がない!~

3.第一原理計算を実施する環境整備 ~ソフトウェア、PCクラスタからスパコンまで~
 3.1 どんな計算機を用意すべきか~スパコンを使えば何でも出来るのではない!~
 3.2 現在の計算機の動向~スパコンランキングの正しい見方~
 3.3 外部計算機の利用の仕方
 3.4 第一原理計算ソフトウェアのインストール
 3.5 実際に導入する場合のアドバイス

4.第一原理計算を社内に導入すべきか?
 4.1 第一原理計算は社内の研究に必要か?
 4.2 どんなソフトウェアを選ぶべきか? ~有名ソフトが必ずしも良いのではない!~
 4.3 誰がやるのか?どうやって学べばよいのか?
 4.4 実りある成果を得るために ~餅屋は餅屋に任せつつ、修行もする!?~

□ 質疑応答 □