| 研究テーマ | 大規模分子の高精度電子状態計算法の開発とデータ科学を用いた反応解析・予測 |
| 研究分野 | 理論化学, 量子化学, 電子状態理論, 計算化学, データ科学 |
| キーワード | 大規模計算, 電子相関, 超並列計算, 「京」コンピュータ, 分割統治法, 触媒インフォマティクス, 量子分子動力学 |
研究紹介
「物質の構造や性質・反応を計算機を使って予測したい」。これが私たちの目標です。
すべての物質は電子と原子核から成り立っていますが、電子のような非常に小さい物体は、「量子力学」に従った振る舞いをします。その基礎方程式であるシュレーディンガー方程式を計算機上で解くことができれば、私たちの目標を達成することができるのです！が、これは一筋縄にはいきません。最も簡単な方法でも、取り扱う電子の数の3乗に比例した計算時間が必要となるので、取り扱える電子数に限界があります。私たちは、分割統治（DC）法という先端的計算法と、「富岳」コンピュータのような超並列計算機を駆使して、巨大な分子（100万原子を超えることもあります）の振る舞いの予測に取り組んでいます。
しかし、これでもアボガドロ数（6.022×1023個）に匹敵する現実の世界を記述することは困難です。そこで、「インフォマティクス」や「人工知能」などと言われる最新のデータ科学的手法も取り入れ、特に触媒反応の解明や性能予測に挑戦しています。
代表的な研究業績
Theoretical and Experimental Studies on the Near‐Infrared Photoreaction Mechanism of a Silicon Phthalocyanine Photoimmunotherapy Dye: Photoinduced Hydrolysis by Radical Anion Generation,
M. Kobayashi, M. Harada, H. Takakura, K. Ando, Y. Goto, T. Tsuneda, M. Ogawa, and T. Taketsugu, ChemPlusChem, 2020, 85, 1959-1963. (Front Cover Article)
M. Kobayashi, M. Harada, H. Takakura, K. Ando, Y. Goto, T. Tsuneda, M. Ogawa, and T. Taketsugu, ChemPlusChem, 2020, 85, 1959-1963. (Front Cover Article)
Surface Adsorption Model Calculation Database and Its Application to Activity Prediction of Heterogeneous Catalysts,
M. Kobayashi, H. Onoda, Y. Kuroda, and T. Taketsugu, J. Comput. Chem. Jpn., 2019, 18, 251-253.
M. Kobayashi, H. Onoda, Y. Kuroda, and T. Taketsugu, J. Comput. Chem. Jpn., 2019, 18, 251-253.
Automated Error Control in Divide-and-Conquer Self-Consistent Field Calculations,
M. Kobayashi, T. Fujimori, and T. Taketsugu, J. Comput. Chem., 2018, 38, 909-916. (Cover Article)
M. Kobayashi, T. Fujimori, and T. Taketsugu, J. Comput. Chem., 2018, 38, 909-916. (Cover Article)
Three Pillars for Realizing Quantum Mechanical Molecular Dynamics Simulations of Huge Systems: Divide-and-Conquer, Density Functional Tight-Binding, and Massively Parallel Computation,
H. Nishizawa, Y. Nishimura, M. Kobayashi, S. Irle, and H. Nakai, J. Comput. Chem., 2016, 37, 1983-1992.
H. Nishizawa, Y. Nishimura, M. Kobayashi, S. Irle, and H. Nakai, J. Comput. Chem., 2016, 37, 1983-1992.
Alternative Linear-Scaling Methodology for the Second-Order Møller-Plesset Perturbation Calculation Based on the Divide-and-Conquer Method,
M. Kobayashi, Y. Imamura, and H. Nakai, J. Chem. Phys., 2007, 127, 074103.
M. Kobayashi, Y. Imamura, and H. Nakai, J. Chem. Phys., 2007, 127, 074103.
関連産業分野
化学, 薬化学, 触媒
| 学位 | 博士（理学） |
| 学歴・職歴 | 2003年 早稲田大学理工学部化学科 卒業 2004年 早稲田大学大学院理工学研究科化学専攻修士過程短縮修了 2007年 早稲田大学大学院理工学研究科化学専攻博士後期過程修了 2006-2008年 日本学術振興会 特別研究員 2008-2012年 早稲田大学理工学術院 客員講師（専任扱い） 2012-2014年 早稲田大学高等研究所 助教 2014-2017年 北海道大学大学院理学研究院 助教 2017-2020年 北海道大学大学院理学研究院 講師 2020年- 北海道大学大学院理学研究院 准教授 |
| 所属学会 | 理論化学会, 分子科学会, 日本コンピュータ化学会, 日本化学会, 触媒学会 |
| プロジェクト | JSTさきがけ「マテリアルズ・インフォマティクス」 京都大学 触媒・電池元素戦略研究拠点(ESICB) |
| 居室 | 理学部7号館 7-504号室 |
