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大規模分子系の理論開発

大规模分子系统的理论发展

基本信息

批准号：
04F04710
负责人：
平尾公彦
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

分子理論と計算方法の目ざましい発展とコンピュータの進歩により、理論化学は複雑な系の性質を高い信頼度で予測することができるようになり、新たな可能性が広がっている。しかし生体分子やナノサイズ分子に適用するにはいまだなお時間がかかりすぎるという悩みを抱えている。本研究の目的は、新しい理論やアルゴリズム開発によって大規模分子系の量子化学計算を実現することにある。我々はこれまで、大規模系での計算を達成するために、コンピュータコスト削減を主眼においた、量子化学的方法を開発してきた。近年我々は、北浦らによって生み出された「Fragment分子軌道法」に注目し、それらの理論開発を行ってきた。この手法は、近似的ではあるけれど比較的精度の高い方法である。さらに、通常の量子化学計算手法では取り扱う事の出来ない数千原子からなる様な大規模系を、既存のコンピューターリソースを用いて計算する事が可能となる。この方法は特に、ナノサイズの分子やタンパク質などの分子において有効性を発揮する。従来のFragment分子軌道法による技術的な欠点の一つは、長距離のクーロン相互作用を計算する際に比較的高いコストがかかる事であった。特に今年度は、我々が以前より開発してきた多極子(Fast Multipole)法をFragment分子軌道法に組み入れ、単純な双極子近似を使用することによって、長距離クーロン相互作用計算の問題点を回避する事が出来た。更に詳しい解析により、分割の仕方による任意性がある事が判った。現在はこの任意性を取り除くため、あらたな分割法を開発するとともにPost Hartree-Fock計算への展開も行っている。

The purpose of molecular theory and calculation methods is to develop new possibilities for theoretical chemistry and to predict the properties of complex systems. The biological molecule is suitable for the application of time. The purpose of this study is to develop new theories and to realize quantum chemical calculations for large-scale molecular systems. We have developed methods for computing large scale systems and reducing them. In recent years, we have developed the Fragment Molecular Orbital Method. This technique is similar to the high-precision method of comparison. In addition, the usual quantum chemical calculation methods can be used to calculate the number of atoms in a large-scale system. The method is characterized by the following: The Fragment Molecular Orbital Method is a technique for calculating the interaction between molecules at long distances. In particular, this year's Fast Multipole method has been developed in the past, and the Fragment Molecular Orbital method has been used to incorporate pure dipole approximation. More detailed analysis, division and official side, arbitrary, together with the judgment. Now the arbitrary division method is open to Post Hartree-Fock calculation.