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公開番号2024067991
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-17
出願番号2022178465
出願日2022-11-07
発明の名称情報処理プログラム、情報処理装置、および情報処理方法
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G16C 10/00 20190101AFI20240510BHJP(特定の用途分野に特に適合した情報通信技術)
要約【課題】規定された時間内で実行可能な量子化学計算アルゴリズムをより容易に決定する情報処理プログラムを提供する。
【解決手段】情報処理装置が実行する情報処理プログラムは、入力データとして入力された分子情報に含まれる基底関数および分子の種類から基底関数の数を取得することと、量子化学計算に利用可能な各アルゴリズムの実行時間を、予め構築された単回帰モデルを用いて予測して決定することと、評価範囲及び時間制約を入力として線形計画問題を解き、PES又はPEC上の各点のポテンシャルエネルギーを求めるアルゴリズムを決定することと、決定したアルゴリズムを用いて、PES又はPEC上の各点のポテンシャルエネルギーを算出することと、算出したポテンシャルエネルギーに基づいて、PES又はPECをプロットすることと、を実行する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
１つ以上のアルゴリズムを用いて、対象分子に対する量子化学計算を実行する際に、
用いる前記アルゴリズムごとに、実行時間を決定し、
決定された前記実行時間に基づいて、指定された時間内で前記量子化学計算が実行できる前記アルゴリズムの第１の組み合わせを決定する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする情報処理プログラム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記アルゴリズムごとに、精度に対応する値を決定し、
前記第１の組み合わせのうち、前記精度に対応する値が最も高い組み合わせを決定する
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項１に記載の情報処理プログラム。
【請求項３】
決定された前記第１の組み合わせに基づいて、前記対象分子に対する前記量子化学計算を実行して前記対象分子のポテンシャルエネルギーを算出する
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項１に記載の情報処理プログラム。
【請求項４】
前記実行時間を決定する処理は、
用いる前記アルゴリズムごとに、ベンチマークとなる分子の基底関数の数を変化させて前記実行時間を測定し、
用いる前記アルゴリズムごとに、単回帰分析を用いて精度の指標となる回帰係数および定数項を決定し、
用いる前記アルゴリズムごとに、決定された前記回帰係数および前記定数項に基づいて、前記対象分子に対する前記量子化学計算の前記実行時間を予測して決定する
処理を含むことを特徴とする請求項２に記載の情報処理プログラム。
【請求項５】
前記第１の組み合わせを決定する処理は、
決定された前記実行時間に基づいて、ポテンシャルエネルギー曲面または曲線上の指定された点ごとに、指定された前記時間内で前記量子化学計算が実行できる前記アルゴリズムを決定することで、前記第１の組み合わせを決定する
処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の情報処理プログラム。
【請求項６】
１つ以上のアルゴリズムを用いて、対象分子に対する量子化学計算を実行する際に、
用いる前記アルゴリズムごとに、実行時間を決定し、
決定された前記実行時間に基づいて、指定された時間内で前記量子化学計算が実行できる前記アルゴリズムの第１の組み合わせを決定する
処理を実行する制御部を備えたことを特徴とする情報処理装置。
【請求項７】
１つ以上のアルゴリズムを用いて、対象分子に対する量子化学計算を実行する際に、
用いる前記アルゴリズムごとに、実行時間を決定し、
決定された前記実行時間に基づいて、指定された時間内で前記量子化学計算が実行できる前記アルゴリズムの第１の組み合わせを決定する
処理をコンピュータが実行することを特徴とする情報処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、大規模系向けの量子化学計算アルゴリズム自動選択技術に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
分子軌道構成の元となる関数である基底関数、および分子の種類とから系のエネルギーを求めることで分子の特性を把握できる。分子特性の把握は、創薬や新材料の発見などに役に立つため、系のエネルギー(ポテンシャルエネルギー)を求める量子化学計算の重要性は高い。
【０００３】
系の特性を分析するために、例えば、分子構造を変化させながら対象系のエネルギーをプロットし、ポテンシャルエネルギー曲面（ＰＥＳ：Potential Energy Surface）を構築する方法がある。なお、ＰＥＳは、パラメータが単一の場合は、ポテンシャルエネルギー曲線（ＰＥＣ：Potential Energy Curve）と呼ばれる場合もある。ＰＥＳまたはＰＥＣから分子の特性が把握可能である。また、系のエネルギーを算出するためのアルゴリズムは数多くあり、専門家が対象分子などによって適切なアルゴリズムを選択している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－０３２９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、系のエネルギーを算出するためのアルゴリズムの選択は容易でない。例えば、高精度でのエネルギー算出が要求される一方、対象系の規模増大に伴い、精度とトレードオフとなる実行時間は現実的な時間制約が課せられる。そのため、実行可能かつ高精度なアルゴリズムの選択は、困難な場合がある。
【０００６】
１つの側面では、規定された時間内で実行可能な量子化学計算アルゴリズムをより容易に決定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様において、情報処理プログラムは、１つ以上のアルゴリズムを用いて、対象分子に対する量子化学計算を実行する際に、用いるアルゴリズムごとに、実行時間を決定し、決定された実行時間に基づいて、指定された時間内で量子化学計算が実行できるアルゴリズムの第１の組み合わせを決定する処理をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００８】
１つの側面では、規定された時間内で実行可能な量子化学計算アルゴリズムをより容易に決定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、量子化学計算の一例について説明するための図である。
図２は、エネルギー算出のための様々なアルゴリズムの一例を示す図である。
図３は、本実施形態にかかる情報処理装置１０の構成例を示す図である。
図４は、本実施形態にかかる評価範囲の一例を示す図である。
図５は、本実施形態にかかるパラメータ情報３２に記憶されるデータの一例を示す図である。
図６は、本実施形態にかかる実行時間の測定結果の一例を示す図である。
図７は、本実施形態にかかる量子化学計算処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図８は、本実施形態にかかる情報処理装置１０のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本実施形態にかかる情報処理プログラム、情報処理装置、および情報処理方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本実施形態が限定されるものではない。また、各実施例は、矛盾のない範囲内で適宜組み合わせることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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