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公開番号2025170717
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-19
出願番号2024075516
出願日2024-05-07
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
代理人弁理士法人酒井総合特許事務所
主分類G06N 99/00 20190101AFI20251112BHJP(計算;計数)
要約【課題】密度汎関数理論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、密度汎関数理論計算111に関する収束条件となり得る第1条件を記憶する。第1条件は、例えば、密度汎関数理論計算の初期に更新した電子密度に基づく全電子エネルギーの代表値に対する、最後に更新した電子密度に基づく全電子エネルギーについての差分割合が、第1閾値以下になることである。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を実施する。この際、情報処理装置100は、具体的には、第1条件を満たすまで電子密度を繰り返し更新する。
【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において、初期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に対する、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についての差分割合が、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、
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 840 文字）【請求項２】
前記更新する処理は、
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、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】
前記差分割合は、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、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の差分を、初期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で除算することにより得られる、ことを特徴とする請求項１または２に記載の情報処理プログラム。
【請求項４】
前記差分割合は、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、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の差分を、最初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で除算することにより得られる、ことを特徴とする請求項１または２に記載の情報処理プログラム。
【請求項５】
電子密度を繰り返し更新する密度汎関数理論計算において、初期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に対する、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についての差分割合が、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、
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６】
電子密度を繰り返し更新する密度汎関数理論計算において、初期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に対する、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についての差分割合が、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、
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 1,700 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密度汎関数理論計算がある。
【０００３】
先行技術としては、例えば、対象となる系の分子軌道の初期値として、自己無撞着場法の計算過程が収束する構造のうち、対象となる系に比較的近い構造の分子軌道を利用するものがある。また、例えば、格子定数最適化法を用いて、動的平均場近似でミクロ相分離構造を計算する技術がある。また、例えば、計算機有限バイアスと外部電圧下での３次元ナノ構造におけるスピン偏極量子輸送を計算する技術がある。また、例えば、密度汎関数理論計算を組み合わせて、少なくとも１つの結晶構造を数値的にシミュレーションする技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－２１０３０６号公報
特開２００５－０３２０５８号公報
米国特許出願公開第２００８／０１７０３３８号明細書
米国特許出願公開第２００７／０１８５６９５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、原子数がＮであれば、密度汎関数理論計算により、電子密度を算出する際にかかる計算量は、Ｏ（Ｎ＾３）になる。
【０００６】
１つの側面では、本発明は、密度汎関数理論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において、初期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に対する、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についての差分割合が、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、密度汎関数理論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装置、情報処理方法、および情報処理プログラム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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