超並列マシンを用いた計算統計と測定技術の融合
【研究キーワード】
超並列計算 / 計算統計 / 2次元物質 / 次世代触媒 / 全反射高速陽電子回折 / データ駆動型感度解析 / ポピュレーションアニーリング型モンテカルロ法 / スーパーコンピュータ富岳 / 低速電子回折 / ベイズ最適化 / レプリカ交換モンテカルロ法 / データ駆動科学 / モンテカルロ法 / 最適化 / 陽電子回折 / ベイズ推定
【研究成果の概要】
先端的計算手法（最適化法とデータ駆動型感度解析）を用いて汎用測定データ解析プログラム2DMATを開発・公開し，次世代触媒や次世代電子デバイスなどの工学応用が期待されている２次元物質（原子数層からなる極薄膜物質）構造解析実験にて実践した．具体的には，高エネルギー加速器研究機構（KEK）低速陽電子実験施設における革新的非破壊測定実験である，全反射高速陽電子回折法（トレプト法）を対象とした．さらに，スーパーコンピュータ富岳を用いた高速計算（弱スケーリング型並列計算）が達成された．また，プログラムを拡張し，解析できる実験の種類を増やした．
【研究の社会的意義】
先端的コンピュータと先端的計算手法を，計測技術と融合させることで，新たなイノベーションに挑む研究である．本課題では全反射高速陽電子回折法を対象としたが，数理的アプローチは汎用であり，他実験（表面エックス線回折・低速電子回折）にも適用できる．成果物であるプログラム2DMATはネット公開され，学術・産業界の実験系研究者が無償で利用することができる．こうした計測イノベーションにより，物質開発サイクルが圧倒的に加速され，次世代触媒や次世代電子デバイスなどでの産業イノベーションへ昇華されることが期待される．
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 望月 出海 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 | 物質構造科学研究所 | 助教 | (Kakenデータベース) |
| 福島 孝治 | 東京大学 | 大学院総合文化研究科 | 教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)