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3D-RISM

  • 開発責任者/平田 文男 分子科学研究所

概要

統計力学に基づく分子性液体の積分方程式理論である3D−RISM理論の超高速高並列ソルバ。タンパク質などのナノ分子の溶媒和構造や熱力学量の評価が可能。また、分子認識への応用が可能である。

開発者

  • 平田 文男(分子科学研究所)
  • 丸山 豊(分子科学研究所)
  • 吉田 紀生(九州大学)

3D-RISM-SCF

  • 開発責任者/平田 文男 分子科学研究所

概要

3D−RISMと量子化学計算手法との連成計算ソルバ。溶液内分子の電子状態の解析が可能。

開発者

吉田紀生、丸山豊、平田文男

3D-RISM/MD

  • 開発責任者/平田 文男 分子科学研究所

概要

3D−RISMと分子動力学シミュレーションの連成計算ソルバ。溶媒和分子の構造サンプリングおよびダイナミクスの解析が可能。

開発者

丸山豊、吉田紀生、平田文男

ALPS/looper

  • 開発責任者/藤堂 眞治 東京大学物性研究所

概要

ナノ磁性体などの量子格子模型のシミュレーションのための量子モンテカルロ法のアプリケーションパッケージ。手法としては並列化された連続虚時間ループクラスターアルゴリズムを用いている。必要に応じて、厳密対角化法などの他の手法を用いることも可能。格子構造、相互作用などはXMLを用いて柔軟に指定できる。 ソースコード、マニュアルは、http://wistaria.comp-phys.org/alps-looper/からダウンロード可能である。また、http://alps.comp-phys.org/には多くのチュートリアルが準備されている。

開発者

藤堂眞治(東大物性研)、松尾春彦(東大院工)、設楽秀之(富士通)

calnos

  • 開発責任者/森田 明弘 東北大学

概要

分子動力学シミュレーションによって界面和周波発生分光のスペクトルを計算し解析する。

開発者

  • 森田 明弘(東北大学)

CDCVM

  • 開発責任者/毛利 哲夫 北海道大学 大学院工学研究院

概要

合金の相平衡・相転移の計算において格子の局所緩和(原子の局所変位)の導入が重要な課題である。特に原子サイズが大きく異なる系を対象にする場合には、局所緩和の効果が顕在化されてくる。従来のクラスター変分法では、局所緩和を導入すると結晶の対称性が格子点ごとに変化するために、エントロピー公式が正当化されなくなる。連続変位クラスター変分法プログラムは広範な合金系を対象にして、局所緩和を相平衡計算に組み込むプログラムである。

開発者

毛利 哲夫(北大院工)

CPOL

  • 開発責任者/三上 益弘 産業技術総合研究所

概要

高精度自由エネルギー計算:CPOLは、分子膜と水からなる系のように高密度から低密度までの様々な密度領域が存在する非均一系の自由エネルギーを高精度かつ高速に計算できるプログラムである。これまで、分子膜-水系の自由エネルギーは、熱力学積分法、摂動法、Widom法などの自由エネルギー計算法が用いられてきたが、これらの方法で全密度領域にわたり自由エネルギーを精度高く計算するには、計算コストが高く、効率が悪かった。そのため、それぞれの密度領域に適した自由エネルギー計算手法を組み合わせることにより、この問題の改善がはかられてきた。しかしながら、これらの方法は、熱力学積分法(自由エネルギー差が得られる)とWidom法(化学ポテンシャルが得られる)を組み合わせるため、自由エネルギープロファイルを接続する際に誤差が生じる問題点を持っていた。そこで、本研究では、高密度領域(水領域)にOverlapping法を、低密度領域(膜領域)にWidom法のサンプリング効率を上げたCavity Insertion Widom(CIW)法を適用する組み合わせ法を開発し、これまでの問題点を解決した。

開発者

篠田恵子
齋藤大明
篠田 渉

DC

  • 開発責任者/中井 浩巳 早稲田大学

概要

Divide-and-Conquer (DC)法に基づき、大規模系の高精度量子化学計算を可能にするソフトウェア。SCF計算(HF, DFT)のほか、高精度なpost-SCF計算[MP2, CCSD, CCSD(T)など]が実行可能であり、構造最適化や分子動力学計算、動的分極率の算定も行える。

開発者

小林 正人(早大先進理工)、赤間 知子(早大先進理工)、當眞 嗣貴(早大先進理工)、吉川 武司(早大先進理工)、五十幡 康弘(早大先進理工)、中井 浩巳(早大先進理工)

DSQSS

  • 開発責任者/川島 直輝 東京大学物性研究所

概要

世界線ワーム更新法に基づく量子モンテカルロ法をベースとした量子格子モデルソルバ.ソースコードによる提供.任意の次元,任意の格子形状,任意の局所自由度数(スピンの大きさ),ボーズ粒子系などに対応.相互作用は,ワームの生成消滅確率および散乱確率を入力ファイルとして与えることで指定.(そのような指定が可能である範囲内で相互作用も任意.)ハイゼンベルクモデルなど標準的なケースについては,これらの確率テーブルもサンプルとしてパッケージに含む. このソフトウェアの最新版・詳細情報は http://kawashima.issp.u-tokyo.ac.jp/dsqss/ で公開されている.ダウンロードについても,このページに記載されているインストラクションに従って行うことが可能である.

開発者

原田健自(京都大学情報学研究科),加藤康之(ロスアラモス国立研究所),川島直輝(東京大学物性研究所),鈴木隆史(兵庫県立大学工学研究科)

Dynamical_DMRG

  • 開発責任者/遠山 貴己 京都大学基礎物理学研究所

概要

電子の強い相関効果に起因する光照射量子現象を解明するため、動的に拡張された密度行列繰り込み群法を用いて低次元強相関電子系の線形および非線形光学応答感受率の並列計算を実行する。また光照射により作られた励起状態の時間発展を同手法で計算し、その緩和過程のシミュレーションを行う。

開発者

遠山貴巳、曽田繁利、松枝宏明

E-Force

  • 開発責任者/木下 正弘 京都大学

概要

3次元積分方程式論を用いて,溶質の溶媒和エントロピーや,大きな物体近傍の溶質に対して形成されるエントロピックポテンシャル場を解析する。

開発者

木下正弘

Electron_Transport_Simulator

  • 開発責任者/小林 伸彦 筑波大学

概要

量子論に基づく電気伝導計算。

開発者

小林伸彦(筑波大)、石井宏幸(筑波大)、広瀬賢二(NEC)

ermod

  • 開発責任者/松林 伸幸 京都大学化学研究所

概要

溶液系における溶媒和自由エネルギーの計算を行う。問題とする溶液系と参照溶媒系の分子シミュレーションから、溶質-溶媒相互作用エネルギーの分布関数を構成し、エネルギー表示法によって、自由エネルギー解析を行う。高速で正確な自由エネルギー計算が可能である。ミセル・脂質膜・タンパク質のような局所不均一系の取り扱いも可能であり、イオン液体・超臨界水のような新規反応場にも対応できる。種々のMDおよびMCプログラムソフトと連携可能である。MDまたはMCソフトへの組み込みと出力トラジェクトリ解析の両方に対応。

開発者

松林伸幸、櫻庭俊

Etrans

  • 開発責任者/藪下 聡 慶應義塾大学理工学部化学科

概要

分子の内部転換や分子間の励起移動および電子移動の速度を定量的に予測、解析するためには、分子間相互作用の正確な評価に基づいて、量子状態変化の原因となる摂動の大きさを求める必要がある。本ソフトは、他の中核アプリプログラムを利用して計算できる分子構造や電子構造に関する情報から、分子振動に関する物性値を評価し、それを基にして出来るだけ第一原理に則った形で、励起エネルギー移動速度および電子移動速度の評価を行う。大規模分子の多量体、例えば光合成アンテナ系のような大規模系の扱いを可能にすることを目的にしている。

開発者

山本拓磨、森田将人、菅原道彦、藪下聡

FMO-LCMO

  • 開発責任者/常行 真司 東京大学

概要

フラグメント分子軌道法(FMO)の出力ファイル(HF法もしくはDFTで計算された各フラグメントの1電子軌道データ)を利用して,巨大分子全系の1電子エネルギースペクトルと波動関数を簡便かつ高精度に計算する。現状ではGAMESS版FMOにのみ対応している。

開発者

小堀知輝(理研)
常行真司(東大)

FPSEID

  • 開発責任者/杉野 修 東京大学

概要

本プログラムは電子系および原子核系の両方のダイナミクスを計算するためのものである。その際発生する数値的不安定性を回避するための様々なアルゴリズムが用いられている。 初期状態として以下の二通りから計算を進めることが可能である。 1)電子占有を恣意的に改変したまま、セルフコンシステントな密度汎関数理論に基づくコーンシャム方程式を解くことで、ある準位からある準位への電子励起された状態を近似的に数値計算する。その時に、原子核位置を電子の基底状態で最適化していれば、原子核の力場が発生するので、その力場に従った分子動力学を行いながら電子の時間発展も時間依存密度汎関数理論による時間依存コーンシャム方程式の数値計算で求める。 2)電子の基底状態とそれにより最適化された原子核位置を時刻0における初期条件とする。それに対して、時間に依存する外部電場を印加し時間依存コーンシャム方程式を数値計算し電子の時間発展の数値計算を行う。電荷とコーンシャムハミルトニアンのポテンシャルとの間のセルフコンシステントな関係を維持しながら時間発展計算を行うと、原子核に力場が発生するので、同時に原子核に対しても、古典的ニュートン方程式を数値計算する。

開発者

宮本良之(産業技術総合研究所)、杉野修(東京大学)

GIANT

  • 開発責任者/水谷 文保 分子科学研究所

概要

GIANT (General Inter-Application Translator) は、アプリ間の汎用的なデータ変換機能を提供するツールです。複数のデータファイルより1つのファイルを作成することが可能です。
任意の組み合わせの変換を実現するために、対象となる各アプリの入出力形式を定義した書式定義テンプレートファイルと、変換するアプリ間のデータ対応を定義したリレーションシップファイルを事前に用意しておく必要があります。

開発者

水谷文保(分子研)

LDA-QMC

  • 開発責任者/前川 禎通 原子力機構

概要

磁性半導体中の磁気相関を、量子モンテカルロ法を用いて計算する。物質固有のパラメータ(バンド構造、混成エネルギー)は、第一原理計算により計算された値を用いる。

開発者

前川禎通(原子力機構)、大江純一郎(東邦大学)

M2TD

  • 開発責任者/吉本 芳英 鳥取大学

開発者

吉本 芳英(鳥取大学 工学部)

MachikaneyamaScreen

  • 開発責任者/赤井 久純 大阪大学

概要

本ソフトウェアは、サブミクロン厚さの薄膜の電子状態を第一原理にもとづいてシミュ レートするプログラムコードである。層数Nに対して計算量が線形に増えるオーダーN 遮蔽KKR法であるため、大規模な系に対しても現実的な時間での計算が可能である。 金属/半導体界面、GMRおよびTMR構造等デバイスに用いられる複雑な薄膜も扱うことができる。希土類、遷移金属元素をはじめ任意の原子種を対象とする。

開発者

赤井久純

McDMFT

  • 開発責任者/常次 宏一 東京大学

概要

磁性体の電子状態および磁気的性質を強相関効果に起因した量子揺らぎ・熱揺らぎを取り入れた方法により計算する。第一原理計算により決定したモデル格子系のホッピングパラメータ・クーロン相互作用の入力に対して、局所自己エネルギー補正を取り入れた電子グリーン関数を経由し、頂点補正を含むスピン相関関数を出力する。自己エネルギーと頂点関数は、動的平均場理論およびクラスタ動的平均場理論を用いて計算する。

開発者

常次宏一(東京大学)、大橋琢磨(大阪大学)、服部一匡(東京大学)

modylas

  • 開発責任者/岡崎 進 名古屋大学

概要

任意の分子集合体に対する全原子モデルによる高並列汎用分子動力学シミュレーションプログラム。ナノ分野、バイオ分野における分子動力学計算に必要な各種手法を備えている。高効率の超並列計算が可能であり、数万から1000万原子を越える系までの長時間計算ができる。自由エネルギー計算にも対応している。NANO-IGNITIONと連携。

開発者

(名古屋大学)安藤嘉倫、吉井範行、藤本和士、小嶋秀和、山田篤志、岡崎 進
(分子科学研究所)岩橋建輔、水谷文保

MP2-FMO

  • 開発責任者/北浦 和夫 産業技術総合研究所

概要

高速化した電子相関計算プログラムにより、ab initio分子軌道法の高速・高精度計算が可能であると同時に、フラグメント分子軌道(FMO)法プログラムによる大規模分子・分子集合系の計算が可能である。これらのプログラム(MP2-FMO)は、アイオワ州立大学のM.S.Gordon教授グループが開発・公開しているGAMESSに組み込んで公開している。

開発者

石村和也、河東田道夫、永瀬 茂(分子研)
Dmitri G. Fedorov、石田豊和、千葉真人、永田武史、北浦和夫(産総研)
梅田宏明(筑波大)
(注)所属は開発参加当時

Multireference_Electronic_Simulator

  • 開発責任者/柳井 毅 分子科学研究所

概要

孤立分子系に対する多参照電子状態を記述するための量子化学計算プログラム。

開発者

柳井毅(分子研)、倉重佑輝(分子研)

MWDYN

  • 開発責任者/関野 秀男 豊橋技術科学大学

開発者

  • 関野 秀男(豊橋技術科学大学)

NANO-IGNITION

  • 開発責任者/水谷 文保 分子科学研究所

概要

NANO-IGNITION は、電子状態計算・分子動力学計算などの初期入力ファイルを生成するためのユーティリティープログラムです。

開発者

  • 岩橋 建輔(分子科学研究所)
  • 水谷 文保(分子科学研究所)
  • 岡崎 進(名古屋大学)

Numerical_simulation_of_Keldysh_Green_function

  • 開発責任者/永長 直人 東京大学

概要

ナノスケールの非平衡電子状態に対して空間依存したKeldyshグリーン関数を、不純物散乱やリード線の効果等を自己エネルギーとして取り入れ、ダイソン方程式を解いて自己無撞着に求める。Rashba型スピン軌道相互作用をもつ2次元電子系に対し,電荷密度・電流密度および標準的な定義におけるスピン密度・スピン流密度などを計算する。

開発者

小野田勝(秋田大)

OpenFMO

  • 開発責任者/青柳 睦 九州大学

概要

本プログラムは、Hartree-Fock(HF)法に基づいたフラグメント分子軌道(FMO)計算を行うためのプログラムである。FMO2やHFに計算手法を限定しているためコードが小さく(約5万行)、さまざまな最適化が行いやすい。また、並列化のための標準的なAPIであるMPIとOpenMPを用いているため、多くの並列計算機上で動作させることが可能である。

開発者

稲富雄一、眞木淳、本田宏明、高見利也、青柳睦

OpenMX

  • 開発責任者/尾崎 泰助 北陸先端科学技術大学院大学先端融合領域研究院

概要

擬ポテンシャル法と数値局在基底に基づく第一原理電子状態計算プログラム。 GNU-GPLの規約に則り、http://www.openmx-square.orgより一般公開している。 クリロフ部分空間法に基づくオーダー(N)法が実装されており、並列計算機上で大規模分子動力学計算が可能である。 またスピン軌道相互作用を含めたノンコリニア磁性の取り扱いや非平衡グリーン関数法に基づく電気伝導計算も実装されており、ナノスケールマテリアルの量子シミュレーターとして、多くの研究者に活用されている。

開発者

尾崎泰助、豊田雅之

PAL

  • 開発責任者/水谷 文保 分子科学研究所

概要

このポータルサイトを運用する PHP スクリプト環境です。

開発者

  • 石谷 隆広(分子科学研究所)
  • 岩橋 建輔(分子科学研究所)
  • 松尾 純一(計算科学研究センター)
  • 水谷 文保(分子科学研究所)
  • 長屋 貴量(分子科学研究所)
  • 内藤 茂樹(分子科学研究所)
  • 澤 昌孝(分子科学研究所)
  • 手島 史綱(分子科学研究所)

PIMD

  • 開発責任者/三浦 伸一 金沢大学

概要

経路積分法に基づき原子・分子集団の有限温度での性質を量子力学的に計算する。経路のゆらぎを効率的にサンプルするための一般化座標を用い、自由度の大域的なアップデートが可能である分子動力学法によりシミュレーションを実行する。また、原子間相互作用は、第一原理計算プログラムと連携して計算する。  

開発者

三浦伸一(金沢大理工)、石井史之(金沢大理工)

PIQUANDY

  • 開発責任者/信定 克幸 分子科学研究所

概要

数~十数ナノメートル程度のナノ構造体における光誘起電子ダイナミクスを計算するための時間依存密度汎関数理論に基づく実空間電子ダイナミクスシミュレーションソフトウェア

開発者

信定克幸(分子研)、野田真史(分子研)

q-x

  • 開発責任者/奥村 光隆 大阪大学大学院理学研究科

概要

Broken SymmetryなDFT,及びHF法等の量子化学計算により、電子状態とJ, D, E値といった磁気的相互作用に関係する物性量の算出を行う。

開発者

奥村光隆(大阪大学)、山中秀介(大阪大学)、川上貴資(大阪大学)、北河康隆(大阪大学)

QMAS

  • 開発責任者/石橋 章司 産業技術総合研究所

概要

平面波基底とPAW法に基づく第一原理材料シミュレータ 最新の情報はhttp://qmas.jpに掲載

開発者

石橋章司、田村友幸、田中真悟、香山正憲、寺倉清之、椎原良典、小杉太一
(プロジェクト外 メンバー) 品岡寛、三宅隆

QMC_strong_correlated_electron_system

  • 開発責任者/那須 奎一郎 高エネ研

概要

低次元ハバードおよび拡張ハバードモデルの熱平衡状態(有限温度)を離散的Hubbard-Stratonovich 変換に基づく経路積分と量子モンテカルロ(QMC)法を組み合わせてシミュレートし、種々の重要な物理量の計算を行う。動的相関を計算する際に低温で生じる数値誤差は4倍精度のQDR展開を用いることで抑えているので、高温から低温に至る状態変化を系統的に計算することが可能である。例えば、温度変化による金属-モット絶縁体転移に伴う種々の相関関数の変化を調べることが可能である。

開発者

富田憲一(山形大)、那須奎一郎

quantum-dynamics-simulator

  • 開発責任者/宮下 精二 東京大学

概要

分子の形状や磁気相互作用を入力することで、磁場掃引に対する誘起磁化曲線や、線幅まで含めた電子スピン共鳴の吸収線形を出力する。以下の部分からなる。静的磁化曲線 ハミルトニアンの対角化、動的磁化曲線 量子ダイナミックス(散逸なし)、量子マスター方程式(散逸あり)、複素アドミッタンス(幅なし: ハミルトニアンの対角化を用いて久保公式を直接計算する)、複素アドミッタンス(幅あり:量子マスター方程式を用いて久保公式を直接計算する。)。

開発者

宮下精二(東京大学大学院・理学系研究科)

Quantum_conductance_of_disordered_systems

  • 開発責任者/井上 順一郎 名古屋大学

概要

原子配列の乱れや構造乱れを有する系の量子コンダクタンスを計算するため,二つの半無限リード線を付けた任意の大きさの有限系を用意する。この系に対し,線型応答理論とリカーシーブグリーン関数法を用いて,コンダクタンスを実空間でシミュレートする。この結果から,簡単なスケーリング則を用いて電気伝導度を見積もることができる。

開発者

井上順一郎(名古屋大学工学研究科)
伊藤博介(関西大学システム理工学部)
本多周太(筑波大学数理物質系)

REM

  • 開発責任者/岡本 祐幸 名古屋大学

概要

MODYLAS, AMBER, CHARMM などの既存の分子動力学シミュレーションプログラムに、レプリカ交換法の機能を付加するプログラムである。オリジナルの分子動力学プログラムを変更することなく、容易にレプリカ交換法を実現できるのが特徴である。

開発者

榮慶丈(名古屋大学)
水谷文保(分子科学研究所)
岡本祐幸(名古屋大学)

RSDFT

  • 開発責任者/押山 淳 東京大学工学系研究科

概要

密度汎関数理論に基づく、実空間処理による、物質に対する大規模全エネルギー・電子構造計算プログラム

開発者

岩田潤一(東京大学)、押山淳(東京大学)

Semi-Classical_MD_Simulations

  • 開発責任者/南部 伸孝 上智大学 理工学部 物質生命理工学科

概要

非断熱遷移過程を扱うにあたり, TullyのSurface-Hopping法のもと,非断熱遷移過程を厳密に取扱うことができるZhu-Nakamura理論を用い古典軌道計算を実施するプログラムである。

開発者

  • 南部 伸孝(上智大学 理工学部 物質生命理工学科)

SO-SC-CI

  • 開発責任者/江原 正博 分子科学研究所

概要

固体表面上における触媒反応や光電子過程を研究する上で、金属原子の相対論的効果を考慮することは、定性的な描像を得る上でも重要である。本プログラムは、相対論効果のうちスピン軌道相互作用を計算するものであり、電子相関理論で得られた波動関数に対してスピン軌道相互作用を計算する。http://tc.ims.ac.jp

開発者

江原正博

spin-accu-FEM

  • 開発責任者/市村 雅彦 株式会社日立製作所 中央研究所

概要

非局所測定系と呼ばれる強磁性/非磁性ハイブリッド構造におけるスピン依存の電気化学ポテンシャルを、ソルバーに有限要素法を用いて計算する。

開発者

市村雅彦(日立中研)、菅野量子(日立中研)

Time_evolution_in_electron-lattice_systems

  • 開発責任者/米満 賢治 分子科学研究所

概要

分子あたり1個ないし数個の軌道を考え、各軌道に対する電子の占有状態を離散的に扱い、相互作用の強さをパラメータとして取り入れる微視的な電子格子模型において、光照射または電場下で、構造変化とともに電子状態が時間発展し、条件次第で巨視的な物性変化に至るまでの非平衡挙動を計算する。光を振動電場として取り入れ、電子系に時間依存シュレディンガー方程式を、格子系に古典運動方程式を用いる。電子数が多いとき自己無撞着な平均場を、少ないとき厳密な多電子波動関数を使う。

開発者

米満賢治

TOMBO

  • 開発責任者/川添 良幸 東北大学

概要

全電子混合基底(平面波+原子軌道)により大幅に計算量を削減した密度汎関数第一原理計算プログラムであり、定式化からオリジナルなコードであり、アジア計算材料学コンソーシアム(ACCMS/)での標準プログラムとしても検討されている。芯電子を含む物理量(超微細構造定数やNMRシフト)の高精度計算は本プログラムの特徴である。また、高速原子衝突現象、GW近似や連続状態を経由する電子伝導計算においても他に先んじた成果を出している。

開発者

川添良幸、大野かおる、Marcel Sluiter、佐原亮二、Saeed Bahramy、Yunye Liang

Trajan

  • 開発責任者/斉藤 真司 分子科学研究所

概要

生物物理、理論化学分野におけるシミュレーション研究用のライブラリ群である。分子動力学法、モンテカルロ法などで得られた構造情報から、揺らぎや構造情報を得る事を目的とする。特にタンパク質などの生体内分子に特化した機能を持つ。

開発者

斉藤真司(分子研)、小林千草(理研)

VMC

  • 開発責任者/小形 正男 東大理

概要

量子スピン系および遍歴電子系に対する変分モンテカルロ法。変分波動関数を定義したのち、変分エネルギー、物理量の計算が行える。

開発者

小形正男

実時間・実空間TDDFTコード

  • 開発責任者/杉野 修 東京大学

概要

周期系(結晶)に対して振動外場を与えたときの線形および非線形応答、及びフォノン励起を調べるソフトウエアである。双極近似のもとで磁場の影響を無視し、時間依存コーン・シャム方程式と分極に対する結合した方程式を同時に解き進める。周期系に働く一様外場をベクトルポテンシャルで表現することにより、ブロッホ関数の時間変化を計算していることが本プログラムの特徴である。パルスレーザーを誘電体に照射する際に生じるコヒーレントフォノンの生成や、光絶縁破壊などの計算に威力を発揮する。

開発者

矢花一浩(筑波大学計算科学研究センター)