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公開番号2025066481
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-23
出願番号2023176127
出願日2023-10-11
発明の名称情報処理プログラム、情報処理方法、および情報処理装置
出願人富士通株式会社
代理人個人
主分類G06N 99/00 20190101AFI20250416BHJP(計算;計数)
要約【課題】構造緩和計算を実施する際にかかる処理時間の低減化を図ること。
【解決手段】情報処理装置100は、電子密度を繰り返し更新する密度汎関数理論計算111を複数回実施する構造緩和計算110を実施する。情報処理装置100は、例えば、構造緩和計算110における、複数回のうち少なくともいずれかの回において、第1条件を満たすまで電子密度を繰り返し更新するよう、構造緩和計算110を実施する。いずれかの回は、例えば、最初の回である。第1条件は、最後に更新した電子密度に基づく全電子エネルギーの変動率が、第1閾値以下になることである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電子密度を繰り返し更新する密度汎関数理論計算を複数回実施する構造緩和計算における、前記複数回のうち少なくともいずれかの回において、最後に更新した前記電子密度に基づく全電子エネルギーの変動率が、第１閾値以下であることを表す第１条件を満たすまで、前記電子密度を繰り返し更新するよう、前記構造緩和計算を実施する、
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 980 文字）【請求項２】
前記実施する処理は、
少なくとも前記いずれかの回において、前記第１条件、および、最後に更新した前記電子密度と、直前に更新した前記電子密度との差分が、第２閾値以下であることを表す第２条件の少なくともいずれかの条件を満たすまで、前記電子密度を繰り返し更新するよう、前記構造緩和計算を実施する、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】
前記実施する処理は、
前記複数回のうち特定の回以前のそれぞれの回においては、前記第１条件、および、前記第２条件の少なくともいずれかの条件を満たすまで、前記電子密度を繰り返し更新し、前記複数回のうち前記特定の回より後のそれぞれの回においては、前記第２条件を満たすまで、前記電子密度を繰り返し更新するよう、前記構造緩和計算を実施する、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４】
前記変動率は、直前までに更新した前記電子密度に基づく全電子エネルギーの代表値と、最後に更新した前記電子密度に基づく全電子エネルギーとに基づいて算出される、ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理プログラム。
【請求項５】
前記いずれかの回は、初回である、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の情報処理プログラム。
【請求項６】
電子密度を繰り返し更新する密度汎関数理論計算を複数回実施する構造緩和計算における、前記複数回のうち少なくともいずれかの回において、最後に更新した前記電子密度に基づく全電子エネルギーの変動率が、第１閾値以下であることを表す第１条件を満たすまで、前記電子密度を繰り返し更新するよう、前記構造緩和計算を実施する、
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。
【請求項７】
電子密度を繰り返し更新する密度汎関数理論計算を複数回実施する構造緩和計算における、前記複数回のうち少なくともいずれかの回において、最後に更新した前記電子密度に基づく全電子エネルギーの変動率が、第１閾値以下であることを表す第１条件を満たすまで、前記電子密度を繰り返し更新するよう、前記構造緩和計算を実施する、
制御部を有することを特徴とする情報処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理プログラム、情報処理方法、および情報処理装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、材料開発の分野において、数値解析法により電子密度を算出する技術がある。数値解析法は、例えば、自己無撞着場法を用いた密度汎関数理論である。例えば、密度汎関数理論により、波動関数を用いて電子密度を更新する演算を、電子密度が収束したと判断するまで繰り返すことにより、電子密度を算出する。例えば、原子数がＮであれば、密度汎関数理論により、電子密度を算出する際にかかる計算量は、Ｏ（Ｎ＾３）になる。また、密度汎関数理論を活用して、全電子エネルギーが極小になる、分子の安定構造を求める構造緩和計算がある。例えば、密度汎関数理論を、分子の立体構造を更新しながら繰り返し実施することにより、分子の安定構造を求めることになる。
【０００３】
先行技術としては、例えば、分子のポテンシャルエネルギー曲面上において分子の分子座標からの勾配に基づいて検出した第１の極小点に対応する分子の安定構造を決定するものがある。また、例えば、分子またはイオンの化学構造式に基づいて決定した概略構造において電荷平衡法により各原子に電荷量を割り付けて得られる電荷割付構造を分子力場計算法によって構造最適化し、量子化学計算法の構造最適化演算の初期構造を生成する技術がある。また、例えば、多元素結晶の層と、多元素結晶に含まれる遷移金属の組成比とに基づいて、多元素結晶の多層マトリックスを決定する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２１／１１７５１０号
特開２０１２－０３２９０８号公報
米国特許出願公開第２０１７／００９７３１０号明細書
【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、従来技術では、密度汎関数理論を活用して構造緩和計算を実施する際にかかる処理時間の増大化を招くことがある。例えば、構造緩和計算において、電子密度を算出する密度汎関数理論を、分子の立体構造を更新しながら繰り返し実施する場合に、電子密度を算出する際にかかる計算量が増大した結果、構造緩和計算を実施する際にかかる処理時間が増大することがある。
【０００６】
１つの側面では、本発明は、構造緩和計算を実施する際にかかる処理時間の低減化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施態様によれば、電子密度を繰り返し更新する密度汎関数理論計算を複数回実施する構造緩和計算における、前記複数回のうち少なくともいずれかの回において、最後に更新した前記電子密度に基づく全電子エネルギーの変動率が、第１閾値以下であることを表す第１条件を満たすまで、前記電子密度を繰り返し更新するよう、前記構造緩和計算を実施する情報処理プログラム、情報処理方法、および情報処理装置が提案される。
【発明の効果】
【０００８】
一態様によれば、構造緩和計算を実施する際にかかる処理時間の低減化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施の形態にかかる情報処理方法の一実施例を示す説明図である。
図２は、情報処理システム２００の一例を示す説明図である。
図３は、情報処理装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。
図４は、情報処理装置１００の機能的構成例を示すブロック図である。
図５は、情報処理装置１００の動作例を示す説明図（その１）である。
図６は、情報処理装置１００の動作例を示す説明図（その２）である。
図７は、情報処理装置１００の動作例を示す説明図（その３）である。
図８は、情報処理装置１００の動作例を示す説明図（その４）である。
図９は、従来手法との比較結果を示す説明図（その１）である。
図１０は、従来手法との比較結果を示す説明図（その２）である。
図１１は、全体処理手順の一例を示すフローチャートである。
図１２は、構造緩和計算処理手順の一例を示すフローチャートである。
図１３は、密度汎関数理論処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照して、本発明にかかる情報処理プログラム、情報処理方法、および情報処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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