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CCMS物性研究所計算物質科学研究センター

Center of Computational Materials Science

物性研究所計算物質科学研究センター (CCMS; Center of Computational Materials Science) は、文部科学省の推進するHPCI 戦略プログラム(H23-27)のため、H23 年4 月に設置され、5年間の活動を実施してきました。H28年度から新たな活動を開始するにあたり、これまでの総括と今後の展望をお伝えします。

HPCI 戦略プログラムの最大の特徴は、超並列計算を駆使した科学・技術の振興のために、物性、分子、材料分野を融合したネットワーク型のコミュニティー「計算物質科学イニシアティブ」(Computational Materials Science Initiative、以下CMSI)を形成したことです。CMSI は物性研究所、自然科学研究機構分子科学研究所、東北大学金属材料研究所を中核拠点、産業技術総合研究所、物質材料研究機構を産官学連携拠点、東北大学、東京大学、金沢大学、豊橋技術科学大学、総合研究大学院大学、名古屋大学、京都大学、大阪大学、神戸大学を教育拠点とし、さらに個人参加の研究者を加え、中核メンバーは117 名、コミュニティーメンバーは1,000 名を超えました。主催した研究会やシンポジウム等への行事参加者のべ人数はH27 年12 月時点で11,123 名となり、物質科学分野に大きなインパクトを与えています。

世界最先端のスーパーコンピュータ
「京」を利用した研究開発

研究開発では、世界最先端のスパコン「京」でブレークスルーが期待される「新量子相・新物質の基礎科学」「次世代先端デバイス科学」「分子機能と物質変換」「エネルギー変換」「マルチスケール材料科学」の5 つの研究領域で、「京」を利用する戦略課題と、関連する3 ~ 4 の特別支援課題を設けました。

各グループは物性研、分子研、金研のスパコン20% の計算資源提供やCCMS 神戸拠点でのプログラム高度化支援等を受け、超並列計算技術を習得しました。その結果、多くの特別支援課題が「京」の一般利用公募に採択されています。CMSI が実施した実験家や企業との連携研究会やシンポジウムは、文部科学省の元素戦略プロジェクト<研究拠点形成型>(H24-33)へのCMSI メンバーの参画や、実験研究者との共同プロジェクトの受託、企業との共同研究開始や産学のコンソーシアム設置等につながっています。

人材育成活動

人材育成活動としては、全国の若手研究者育成のための計算科学特論の配信講義、最先端の超並列計算技術を学ぶための合宿、ソフトウェア利用促進のための講習会など、様々な企画を実施しました。配信講義の人気サイトへのアクセスは1万件を超えています。また、CMSIで構築し運営している物質科学計算ソフトウェアのポータルMateriApps は、月間のページビュー数が1 万を超えるサイトに育っています。

また、CCMS では物質設計評価室と連携して,平成27 年度から新たに採択された文部科学省「科学技術人材育成のコンソーシアムの構築事業」において「計算物質科学人材育成コンソーシアム(PCoMS)」(東北大学(代表機関)、分子研、大阪大学と共同)を立ち上げ、計算物質科学人材のキャリアアップを支援する活動を開始しました。さらに、物質・材料研究機構にH27 年度に形成された「情報統合型物質・材料研究拠点(MI2I)」との連携を強化し、情報科学的手法を計算物質科学に導入する試みも始めています。

文部科学省フラグシップ2020
ポスト「京」重点課題プロジェクト

FLAGSHIP 2020 Project ポスト「京」プロジェクト

H28 年度からは文部科学省フラグシップ2020 ポスト「京」重点課題プロジェクトが本格実施されます。CCMS は東北大金研とともに、重点課題(7)「次世代の産業を支える新機能デバイス・高性能材料の創成」を、分子科学研究所は重点課題(5)「エネルギーの高効率な創出、変換・貯蔵、利用の新規基盤技術の開発」を実施しますが、それぞれの重点課題は分野融合型の研究チームで構成されています。

このように、CCMS では5 年間の戦略プログラムでの活動を発展させて、物性、分子、材料分野が融合した計算物質科学の振興活動を引き続き推進する体制を整えています。この体制を基礎として、最先端の超並列計算手法の開発・普及をさらに進めるとともに、解析的理論研究者、実験・計測研究者へも活動の幅を広げながら、イノベーションの創出と科学的・社会的価値の創造を目指します。

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研究支援と教育活動

Research Support & educational activity

ソフトウェア講習会

定期的に計算物質科学関連の講習会を開催しています。 詳しくはイベントのページをご覧ください。

MateriApps

MateriApps は共同開発のための開発環境・ツールの提供、ライセンス、ドキュメント作成・講習会開催に関する情報共有を通じ、ソフトウェア公開を志す若手開発者をサポートします。さらに、同様の機能を持つ類似のアプリケーションの統合、入出力形式の共通化、シミュレーション結果の可視化・動画化など、ユーザの視点に立ったコミュニティーコードの育成などを通じて、アプリケーション利用者と開発者の両者にとって役立つコミュニティーを創出します。
MateriAppsへ

配信講義

物性研で計算科学技術特論B(2016)の配信講義を受講することができます。
詳細はこちら

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プロジェクト一覧

project

CDMSI

「京」で培われた量子論に基づくシミュレーション手法や新しいマルチスケールシミュレーション手法をさらに発展させ、現代社会に不可欠な先端電子デバイスや高機能物質・材料の究極的洗練化、新しい物理原理に基づく機能創出、将来のイノベーションの源泉となる学理の追及を通じて、我が国の次世代産業・社会基盤の構築に寄与することを目的としたプロジェクトです。

CDMSI

元素戦略

持続可能な社会の構築のために解決すべき資源・エネルギー・環境問題に元素戦略を共通概念とする物質科学・物性科学の観点から取り組み、既存の延長線上にない物質・材料の革新的機能の創出を目指すプロジェクトです。

広報誌 Torrent

2010年から発行を行ったCMSIの広報誌です。毎号、若手の研究者たちに注目してその研究や活動を紹介を行いました。

CMSIで開催されている研究会やシンポジウムを紹介する特集記事、アプリケーション開発者の素顔に迫るシリーズ「アプリケーション開発の最前線から」、テーマに沿った若手技術者同志の対談、京コンピュータの最新情報を伝える「京だより」などの記事は、今後のハイパフォーマンスコンピューティングを考える上で重要な資料となっています。

広報誌 Torrent

計算物質科学イニシアティブ

計算物質科学イニシアティブ( CMSI: Computational Materials Science Initiative)は、物性科学、分子科学、材料科学を母体とする計算科学研究者で構成されるネットワーク型組織で2010年度から活動を行いました。

文部科学省「HPCI戦略プログラム (SPIRE)」分野2<新物質・エネルギー創成>の助成を受け、東京大学物性研究所、自然科学研究機構分子科学研究所、東北大学金属材料研究所の3機関を中核拠点とし、11の協力機関、および計算物質科学に関連する大学・研究機関、企業の人たちとともに運営を行いました。現在、CMSIの活動はポスト「京」などのプロジェクトに引き継がれています。

計算物質科学イニシアティブ

MateriApps

今後の計算物質科学の発展には、計算機や手法の進歩だけでなく、コミュニティーコード(分野全体で開発し利用するアプリケーションソフトウェア)を育てていくことが必要不可欠です。MateriAppsは共同開発のための開発環境・ツールの提供、ライセンス、ドキュメント作成・講習会開催に関する情報共有を通じ、ソフトウェア公開を志す若手開発者をサポートします。

さらには、同様の機能を持つ類似のアプリケーションの統合、入出力形式の共通化、シミュレーション結果の可視化・動画化など、ユーザの視点に立ったコミュニティーコードの育成などを通じて、アプリケーション利用者と開発者の両者にとって役立つコミュニティーを創出します。

MateriApps

PCoMS/ISSP

物計算物質科学人材育成コンソーシアム(PCoMS: Professional development Consortium for Computational Materials Scientists)は、材料科学・物性科学・分子科学・材料デザインを中核とする物質科学分野で世界をリードする東北大学、東京大学、自然科学研究機構分子科学研究所、大阪大学によって、文部科学省「科学技術人材育成のコンソーシアムの構築事業(次世代研究者プログラム)」の採択を受け、2015年8月に設立されました。

本コンソーシアムでは、広範な物質科学領域と材料開発の基礎、応用、実用化の全段階を俯瞰しつつ、ハイパフォーマンスコンピューティング技術を駆使して物質科学分野の課題発見と解決ができる人材育成の環境を整備し、若手研究者の安定雇用につながる仕組みを構築をしていきます。

PCoMS/ISSP

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メンバー構成

project member

常行 真司 (東大理学系研究科と兼務)
川島 直輝 (物質設計評価施設と兼務)
赤井 久純
尾崎 泰助 (物質設計評価施設と兼務)
杉野 修 (物性理論研究部門と兼務)
野口 博司 (物質設計評価施設と兼務)
藤堂 眞治 (東大理学系研究科と兼務)
加藤 岳生 (物性理論研究部門と兼務)
三澤 貴宏