研究者基本情報

• 博士（理学）, 早稲田大学, 2007年03月

• https://researchmap.jp/masato.kobayashi

• https://orcid.org/0000-0002-4001-3581
• https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=200901005800017432
• http://sites.google.com/site/chemistmasatokobayashi/

• https://orcid.org/0000-0002-4001-3581

• 200901005800017432

• 電子状態理論
• マテリアルズ・インフォマティクス
• 触媒インフォマティクス
• ケモインフォマティクス
• 理論化学
• 量子化学

• ナノテク・材料, 基礎物理化学, 理論化学

• 学士課程, 理学部
• 修士課程, 総合化学院
• 博士課程, 総合化学院

研究活動情報

• 2012年, 第2回CMSI研究会, 優秀ポスター賞
  日本国
• 2009年, 日本コンピュータ化学会, 吉田賞(論文賞)
  日本国
• 2008年, WATOC2008, ポスター発表賞

• Doublet Charge Transfer Emission of Cerium(III) Complexes with Strong Electron-Accepting Ligands
  Toranosuke Tomikawa; Kenichiro Saita; Yuriko Ono; Tomoko Akama; Mengfei Wang; Sunao Shoji; Masato Kobayashi; Koji Fushimi; Takayuki Nakanishi; Tetsuya Taketsugu; Yasuchika Hasegawa; Yuichi Kitagawa
  The Journal of Physical Chemistry Letters, 16, 49, 12655, 12660, American Chemical Society (ACS), 2025年12月04日
  研究論文（学術雑誌）
• Divide-and-Conquer Extended Tight-Binding Molecular Dynamics: A General-Purpose, Very Large-Scale Quantum Molecular Dynamics Method
  Masatsugu Nishida; Kotaro Fujiwara; Tetsuya Taketsugu; Masato Kobayashi
  Journal of Computational Chemistry, 46, 28, e70255, Wiley, 2025年10月24日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, ABSTRACT
  
  We have combined the linear‐scaling divide‐and‐conquer (DC) method with the semi‐empirical extended tight‐binding (xTB) method to develop a general‐purpose large‐scale quantum molecular dynamics simulation platform called DCxTBMD. Although the DC method is a fragmentation‐based acceleration scheme, it is possible to perform highly accurate calculations even when adopting formal grid‐based fragmentation, thanks to the mechanism called the buffer region. The program was developed by incorporating xTB Hamiltonian construction modules in the xTB program into the DCDFTBK package, a DC‐based density functional tight‐binding (DFTB) calculation suite. The accuracy and computational time, including the parallel scalability, of the present method were investigated on the Japanese supercomputer Fugaku, and it was found that the present method is suitable for the efficient calculation of large systems, including multiple heteroelements. We further implemented the energy gradient of the present method to enable the molecular dynamics simulation of such systems.
• Fragmentation-Based Linear-Scaling Method for Strongly Correlated Systems: Divide-and-Conquer Hartree–Fock–Bogoliubov Method, Its Energy Gradient, and Applications to Graphene Nano-Ribbon Systems
  Masato Kobayashi; Ryosuke Kodama; Tomoko Akama; Tetsuya Taketsugu
  Chemistry, 2025年03月18日, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Charge transfer emission between π- and 4f-orbitals in a trivalent europium complex
  Yuichi Kitagawa; Toranosuke Tomikawa; Kota Aikawa; Shiori Miyazaki; Tomoko Akama; Masato Kobayashi; Mengfei Wang; Sunao Shoji; Koji Fushimi; Kiyoshi Miyata; Yuichi Hirai; Takayuki Nakanishi; Ken Onda; Tetsuya Taketsugu; Yasuchika Hasegawa
  Communications Chemistry, 2025年01月28日, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Aggregation-induced emission mechanism of styrene derivative: a theoretical study
  Aarzoo; Kenichiro Saita; Masato Kobayashi; Takao Tsuneda; Tetsuya Taketsugu; Ram Kinkar Roy
  Physical Chemistry Chemical Physics, 27, 23, 12593, 12602, Royal Society of Chemistry (RSC), 2025年, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, The AIE mechanism of the styrene derivative 4-dimethylamino-2-benzylidene malonic acid dimethyl ester (BIM) in methanol solution is theoretically investigated using SF-LC-TDDFT.
• Piperazine based pH-responsive cyanine dyes for cancer cell photoacoustic imaging
  Koki Tsuchiya; Hideo Takakura; Kohei Nakajima; Naoya Ieda; Takashi Kaneko; Takeshi Hirasawa; Masato Kobayashi; Yoshihisa Yamaoka; Miya Ishihara; Tetsuya Taketsugu; Mikako Ogawa
  Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 453, 115634, 115634, Elsevier BV, 2024年08月, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Molecular Dynamics‐Based Conformational Simulation Method for Analysis of Arrival Time Distributions in Ion Mobility Mass Spectrometry
  Keisuke Tashiro; Yuki Ide; Tetsuya Taketsugu; Kazuaki Ohara; Kentaro Yamaguchi; Masato Kobayashi; Yasuhide Inokuma
  Advanced Theory and Simulations, Wiley, 2024年07月27日, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Ion mobility‐mass spectrometry (IM‐MS) has recently contributed to the structural analysis of molecules, including supramolecules and proteins, by determining the ion arrival time distributions correlated with the collision cross sections (CCSs), as well as the mass‐to‐charge ratios. However, its application range is still limited owing to the lack of general CCSs simulation methods based on possible molecular conformations. Here, a molecular dynamics‐based conformational search method for simulating CCS distributions using projection approximation is reported. As a case study, the gas‐phase conformations of the sodium adducts of conformationally flexible polyketones with 3,3‐dimethylpentane‐2,4‐dione as the monomer are analyzed. The sodium adduct of the hexamer (m/z 781.4 for [1 + Na]⁺) showed a monomodal arrival time distribution, but that of the octamer sodium adduct (m/z 1033.5 for [2 + Na]⁺) is multimodal. The conformational analysis indicated an unimodal CCS distribution of simulated [1 + Na]⁺ conformations in which the sodium cation is mainly bound at the chain terminal. Conversely, four clusters of conformations are obtained for [2 + Na]⁺ based on the Na⁺‐coordination sites, which qualitatively reproduced the observed CCS distribution. This approach will extend the utility of IM‐MS for the conformational analysis of flexible molecules in the gas phase.
• Chiral Tetrakis Eu(III) Complexes with Ammonium Cations for Improved Circularly Polarized Luminescence.
  Makoto Tsurui; Ryohei Takizawa; Yuichi Kitagawa; Mengfei Wang; Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu; Yasuchika Hasegawa
  Angewandte Chemie (International ed. in English), e202405584, 2024年05月26日, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Large dissymmetry factor of the circularly polarized luminescence (gCPL) was observed in ligand and coordination tuned chiral tetrakis europium (Eu(III)) complexes with ammonium cations. The gCPL value was estimated to be -1.54, which is the largest among chiral luminescent molecules. Through photophysical measurements, single crystal X-ray structural analyses and quantum chemical calculations, changes in the geometric and electronic structures were observed for a series of chiral tetrakis Eu(III) complexes which enhanced the gCPL value. The emission quantum yield and photosensitized energy transfer efficiencies of chiral Eu(III) complexes with ammonium cations were also larger than that with previous Cs+. Based on the systematic modifications and analyses for chiral tetrakis Eu(III) complex, effect of the ammonium cation on enhanced CPL brightness is reported.
• Development of Complete Enumeration Program for Polymer Structural Isomers: A Case of Nylon-n (n = 3-10)
  Gikyo Usuki; Takuro Tsutsumi; Kohei Hasebe; Masato Kobayashi; Keitaro Matsuoka; Tetsuya Taketsugu; Kazuki Sada
  American Chemical Society (ACS), 2024年05月24日
  The enumeration of structural isomers of organic molecules using programs capable of enumerating all structural isomers for a given molecular formula has been expanding the chemical library. Here, we report the development of the program (PolyENU) that completely enumerates polymer structural isomers. PolyENU program enumerates all isomers of the repeating unit defined by a molecular formula and a functional group constituting the polymer structure. From the repeating unit of nylon 6 (C6H11NO and an amide group), 387 polymer isomers were generated by PolyENU. The enumerated polymer library includes common organic polymers such as nylon 6, polyleucine, poly(2-isopropyl-oxazoline), and poly(N-propylacrylamide), as well as many unexplored polymers. The enumeration of nylon n (n = 3-10) yielded 36,505 polymers within 44 minutes. These results clearly indicate that PolyENU expands polymer chemical space and contributes to diversity in polymer science.
• Guest-Responsive Near-Infrared-Luminescent Metal–Organic Cage Organized by Porphyrin Dyes and Yb(III) Complexes
  Shota Hosoya; Sunao Shoji; Takayuki Nakanishi; Masato Kobayashi; Mengfei Wang; Koji Fushimi; Tetsuya Taketsugu; Yuichi Kitagawa; Yasuchika Hasegawa
  Inorganic Chemistry, American Chemical Society (ACS), 2024年05月21日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• An encompassed representation of timescale hierarchies in first-order reaction network
  Yutaka Nagahata; Masato Kobayashi; Mikito Toda; Satoshi Maeda; Tetsuya Taketsugu; Tamiki Komatsuzaki
  Proceedings of the National Academy of Sciences, 121, 21, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024年05月17日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）, Complex networks are pervasive in various fields such as chemistry, biology, and sociology. In chemistry, first-order reaction networks are represented by a set of first-order differential equations, which can be constructed from the underlying energy landscape. However, as the number of nodes increases, it becomes more challenging to understand complex kinetics across different timescales. Hence, how to construct an interpretable, coarse-graining scheme that preserves the underlying timescales of overall reactions is of crucial importance. Here, we develop a scheme to capture the underlying hierarchical subsets of nodes, and a series of coarse-grained (reduced-dimensional) rate equations between the subsets as a function of time resolution from the original reaction network. Each of the coarse-grained representations guarantees to preserve the underlying slow characteristic timescales in the original network. The crux is the construction of a lumping scheme incorporating a similarity measure in deciphering the underlying timescale hierarchy, which does not rely on the assumption of equilibrium. As an illustrative example, we apply the scheme to four-state Markovian models and Claisen rearrangement of allyl vinyl ether (AVE), and demonstrate that the reduced-dimensional representation accurately reproduces not only the slowest but also the faster timescales of overall reactions although other reduction schemes based on equilibrium assumption well reproduce the slowest timescale but fail to reproduce the second-to-fourth slowest timescales with the same accuracy. Our scheme can be applied not only to the reaction networks but also to networks in other fields, which helps us encompass their hierarchical structures of the complex kinetics over timescales.
• Development of a red-shifted photosensitizer for near-infrared photoimmunotherapy of cancer
  Yuto Goto; Kanta Ando; Hideo Takakura; Kohei Nakajima; Masato Kobayashi; Osamu Inanami; Tetsuya Taketsugu; Mikako Ogawa
  Journal of Photochemistry and Photobiology, 20, 100230, 100230, Elsevier BV, 2024年04月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Theoretical Design and Synthesis of Caged Compounds Using X‐Ray‐Triggered Azo Bond Cleavage
  Koki Ogawara; Osamu Inanami; Hideo Takakura; Kenichiro Saita; Kohei Nakajima; Sonu Kumar; Naoya Ieda; Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu; Mikako Ogawa
  Advanced Science, Wiley, 2024年01月15日, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract
  
  Caged compounds are frequently used in life science research. However, the light used to activate them is commonly absorbed and scattered by biological materials, limiting their use to basic research in cells or small animals. In contrast, hard X‐rays exhibit high bio‐permeability due to the difficulty of interacting with biological molecules. With the main goal of developing X‐ray activatable caged compounds, azo compounds are designed and synthesized with a positive charge and long π‐conjugated system to increase the reaction efficiency with hydrated electrons. The azo bonds in the designed compounds are selectively cleaved by X‐ray, and the fluorescent substance Diethyl Rhodamine is released. Based on the results of experiments and quantum chemical calculations, azo bond cleavage is assumed to occur via a two‐step process: a two‐electron reduction of the azo bond followed by N─N bond cleavage. Cellular experiments also demonstrate that the azo bonds can be cleaved intracellularly. Thus, caged compounds that can be activated by an azo bond cleavage reaction promoted by X‐ray are successfully generated.
• Novel Descriptor of Potential Energy Surface: Persistent Homology of Reaction Route Map
  Burai MURAYAMA; Masato KOBAYASHI; Masamitsu AOKI; Suguru ISHIBASHI; Takuya SAITO; Takenobu NAKAMURA; Hiroshi TERAMOTO; Tetsuya TAKETSUGU
  Journal of Computer Chemistry, Japan, 23, 1, 33, 36, Society of Computer Chemistry Japan, 2024年, ［査読有り］, ［国内誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Reproducing the Reaction Route Map on the Shape Space from Its Quotient by the Complete Nuclear Permutation-Inversion Group
  Hiroshi Teramoto; Takuya Saito; Masamitsu Aoki; Burai Murayama; Masato Kobayashi; Takenobu Nakamura; Tetsuya Taketsugu
  Journal of Chemical Theory and Computation, 19, 17, 5886, 5896, American Chemical Society (ACS), 2023年08月29日
  研究論文（学術雑誌）
• Characterizing Reaction Route Map of Realistic Molecular Reactions Based on Weight Rank Clique Filtration of Persistent Homology
  Burai Murayama; Masato Kobayashi; Masamitsu Aoki; Suguru Ishibashi; Takuya Saito; Takenobu Nakamura; Hiroshi Teramoto; Tetsuya Taketsugu
  Journal of Chemical Theory and Computation, 19, 15, 5007, 5023, American Chemical Society (ACS), 2023年07月03日
  研究論文（学術雑誌）
• X線によるアゾ結合の開裂により活性化されるケージド化合物の開発
  小河原 浩輝; 高倉 栄男; 中島 孝平; 斉田 謙一郎; Kumar Sonu; 小林 正人; 武次 徹也; 稲波 修; 小川 美香子
  JSMI Report, 16, 2, 64, 64, 日本分子イメージング学会, 2023年05月
  日本語
• Time-dependent Hartree–Fock–Bogoliubov method for molecular systems: An alternative excited-state methodology including static electron correlation
  Masatsugu Nishida; Tomoko Akama; Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu
  Chemical Physics Letters, 816, 140386, 140386, Elsevier BV, 2023年04月
  研究論文（学術雑誌）
• Divide-and-Conquer Linear-Scaling Quantum Chemical Computations
  Hiromi Nakai; Masato Kobayashi; Takeshi Yoshikawa; Junji Seino; Yasuhiro Ikabata; Yoshifumi Nishimura
  The Journal of Physical Chemistry A, 127, 3, 589, 618, American Chemical Society (ACS), 2023年01月11日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Computational survey of humin formation from 5-(hydroxymethyl)furfural under basic conditions
  Keisuke Tashiro; Masato Kobayashi; Kiyotaka Nakajima; Tetsuya Taketsugu
  RSC Advances, 13, 24, 16293, 16299, Royal Society of Chemistry (RSC), 2023年
  研究論文（学術雑誌）
• Characterizing Reaction Route Map of Realistic Molecular Reactions based on Weight Rank Clique Filtration of Persistent Homology
  Burai Murayama; Masato Kobayashi; Masamitsu Aoki; Suguru Ishibashi; Takuya Saito; Takenobu Nakamura; Hiroshi Teramoto; Tetsuya Taketsugu
  2022年11月, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Ligand release from silicon phthalocyanine dyes triggered by X-ray irradiation.
  Hideo Takakura; Shino Matsuhiro; Osamu Inanami; Masato Kobayashi; Kenichiro Saita; Masaki Yamashita; Kohei Nakajima; Motofumi Suzuki; Naoki Miyamoto; Tetsuya Taketsugu; Mikako Ogawa
  Organic & biomolecular chemistry, 20, 36, 2022年08月16日, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Effective Photosensitization in Excited‐State Equilibrium: Brilliant Luminescence of Tb ^III Coordination Polymers Through Ancillary Ligand Modifications
  Yuichi Kitagawa; Ryoma Moriake; Tomoko Akama; Koki Saito; Kota Aikawa; Sunao Shoji; Koji Fushimi; Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu; Yasuchika Hasegawa
  ChemPlusChem, 87, 10, Wiley, 2022年07月13日, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）
• Axial-ligand-cleavable silicon phthalocyanines triggered by near-infrared light toward design of photosensitizers for photoimmunotherapy
  Hideo Takakura; Shino Matsuhiro; Masato Kobayashi; Yuto Goto; Mei Harada; Tetsuya Taketsugu; Mikako Ogawa
  Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 426, 113749, 113749, 2022年04月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Development of Accurate Electron Correlation Calculation Method Using Annealing Machine and Machine Learning
  Masato KOBAYASHI; Ryo YONEYAMA; Sayoko NOJO; Keisuke TASHIRO; Tetsuya TAKETSUGU
  Journal of Computer Chemistry, Japan, 21, 4, 96, 98, Society of Computer Chemistry Japan, 2022年
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Practical electronic ground- and excited-state calculation method for lanthanide complexes based on frozen core potential approximation to 4f electrons
  Masato Kobayashi; Yuta Oba; Tomoko Akama; Tetsuya Taketsugu
  J. Math. Chem., 61, 2, 322, 334, Springer Science and Business Media LLC, 2022年, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Asymmetric Lumino-Transformer: Circularly Polarized Luminescence of Chiral Eu(III) Coordination Polymer with Phase-Transition Behavior
  Makoto Tsurui; Yuichi Kitagawa; Sunao Shoji; Hitomi Ohmagari; Miki Hasegawa; Masayuki Gon; Kazuo Tanaka; Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu; Koji Fushimi; Yasuchika Hasegawa
  J. Phys. Chem. B, 126, 20, 3799, 3807, American Chemical Society (ACS), 2022年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Predicting activity and activation factor of catalytic reactions using machine learning
  Masato Kobayashi
  Computational and Data-Driven Chemistry Using Artificial Intelligence, 217, 229, Elsevier, 2022年, ［査読有り］, ［招待有り］, ［筆頭著者, 最終著者, 責任著者］, ［国際誌］
  英語, 論文集(書籍)内論文
• Multi-objective Spatiotemporal Optimization of Transportation and Power Management by using Multiple Electric Vehicles in Nanogrid Networks
  Hiroshi Uchigaito; Mamoru Okamoto; Gleb Astashkin; Yuki Furubayashi; Norihiro Obata; Thantip Krasienapibal; Hiroshi Teramoto; Yuta Mizuno; Masato Kobayashi; Atsuyoshi Nakamura; Tamiki Komatsuzaki; Takashi Takemoto
  2021 IEEE Electrical Power and Energy Conference (EPEC), 365, 372, 2021年10月22日, ［査読有り］
  英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
• 分割統治量子化学計算におけるバッファ領域決定の自動化
  小林正人; 藤森俊和; 武次徹也
  Journal of Computer Chemistry, Japan, 20, 2, 48, 59, Society of Computer Chemistry Japan, 2021年09月, ［査読有り］, ［招待有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国内誌］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• 量子化学計算とインフォマティクスによる触媒開発への応用
  小林正人
  マテリアルズインフォマティクスのためのデータ作成とその解析、応用事例, 401, 408, 2021年07月, ［査読有り］, ［招待有り］, ［筆頭著者, 最終著者, 責任著者］, ［国内誌］
  日本語, 論文集(書籍)内論文
• Energy‐based automatic determination of buffer region in the divide‐and‐conquer second‐order Møller–Plesset perturbation theory
  Toshikazu Fujimori; Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu
  Journal of Computational Chemistry, 42, 9, 620, 629, Wiley, 2021年02月03日, ［査読有り］, ［責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）

  
  プレプリント・著者最終稿
• Coordination Geometrical Effect on Ligand-to-Metal Charge Transfer-Dependent Energy Transfer Processes of Luminescent Eu(III) Complexes
  Pedro Paulo Ferreira da Rosa; Shiori Miyazaki; Haruna Sakamoto; Yuichi Kitagawa; Kiyoshi Miyata; Tomoko Akama; Masato Kobayashi; Koji Fushimi; Ken Onda; Tetsuya Taketsugu; Yasuchika Hasegawa
  The Journal of Physical Chemistry A, 125, 1, 209, 217, American Chemical Society (ACS), 2021年01月14日, ［査読有り］, ［国際誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Front Cover: Theoretical and Experimental Studies on the Near‐Infrared Photoreaction Mechanism of a Silicon Phthalocyanine Photoimmunotherapy Dye: Photoinduced Hydrolysis by Radical Anion Generation (ChemPlusChem 9/2020)
  Masato Kobayashi; Mei Harada; Hideo Takakura; Kanta Ando; Yuto Goto; Takao Tsuneda; Mikako Ogawa; Tetsuya Taketsugu
  ChemPlusChem, 85, 9, 1949, 1949, Wiley, 2020年09月
  研究論文（学術雑誌）
• Theoretical and Experimental Studies on the Near‐Infrared Photoreaction Mechanism of a Silicon Phthalocyanine Photoimmunotherapy Dye: Photoinduced Hydrolysis by Radical Anion Generation
  Masato Kobayashi; Mei Harada; Hideo Takakura; Kanta Ando; Yuto Goto; Takao Tsuneda; Mikako Ogawa; Tetsuya Taketsugu
  ChemPlusChem, 85, 9, 1959, 1963, Wiley, 2020年09月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）

  
  プレプリント・著者最終稿
• データ科学を活用した触媒反応の活性予測、活性因子の特定
  小林正人
  マテリアルステージ, 20, 1, 42, 48, 2020年04月, ［招待有り］, ［筆頭著者, 最終著者, 責任著者］
  日本語
• All-electron relativistic spin–orbit multireference computation to elucidate the ground state of CeH
  Yusuke Kondo; Yuri Goto; Masato Kobayashi; Tomoko Akama; Takeshi Noro; Tetsuya Taketsugu
  Physical Chemistry Chemical Physics, 22, 46, 27157, 27162, Royal Society of Chemistry (RSC), 2020年
  研究論文（学術雑誌）,

  The all-electron relativistic spin–orbit multiconfiguration/multireference computations with the Sapporo basis sets were carried out to elucidate the characters of the low-lying quasi-degenerate electronic states for the CeH diatomic molecule.

• 触媒反応の収率予測や活性因子の特定に機械学習を利用
  小林 正人
  化学と工業, 72, 5, 422, 422, 2019年05月, ［査読有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• Hartree-Fock(-Roothaan)法のエッセンス
  小林 正人
  フロンティア（理論化学会機関誌）, 1, 2, 5, 20, 2019年04月, ［査読有り］, ［招待有り］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）

  
  プレプリント・著者最終稿
• 量子化学計算を用いた光免疫療法における細胞障害メカニズムの検討
  原田 芽生; 小林 正人; 安藤 完太; 高倉 栄男; 武次 徹也; 小川 美香子
  日本薬学会年会要旨集, 139年会, 2, 80, 80, (公社)日本薬学会, 2019年03月
  日本語
• Dispersion Interaction and Crystal Packing Realize an Ultralong C–C Single Bond: A Theoretical Study on Dispirobis(10-methylacridan) Derivatives
  Yusuke Kuroda; Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu
  Chemistry Letters, 48, 2, 137, 139, The Chemical Society of Japan, 2019年02月05日, ［査読有り］, ［責任著者］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• ハイスループット量子化学計算技術とインフォマティクスを活用した金属ナノクラスター触媒系の解析と予測
  小林 正人
  アンサンブル, 21, 1, 22, 28, 2019年01月, ［査読有り］, ［国内誌］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• Large-scale quantum chemical calculation
  Ishimura, K.; Kobayashi, M.
  The Art of High Performance Computing for Computational Science, 2, 2019年
  研究論文（学術雑誌）
• Surface Adsorption Model Calculation Database and Its Application to Activity Prediction of Heterogeneous Catalysts
  Masato KOBAYASHI; Haruka ONODA; Yusuke KURODA; Tetsuya TAKETSUGU
  Journal of Computer Chemistry, Japan, 18, 5, 251, 253, Society of Computer Chemistry Japan, 2019年, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国内誌］
  研究論文（学術雑誌）
• Combined Automated Reaction Pathway Searches and Sparse Modeling Analysis for Catalytic Properties of Lowest Energy Twins of Cu₁₃
  Takeshi Iwasa; Takaaki Sato; Makito Takagi; Min Gao; Andrey Lyalin; Masato Kobayashi; Ken-ichi Shimizu; Satoshi Maeda; Tetsuya Taketsugu
  J. Phys. Chem. A, 123, 1, 210, 217, American Chemical Society ({ACS}), 2019年01月, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）, In nanocatalysis, growing attention has recently been given to investigation of energetically low-lying structural isomers of atomic clusters, because some isomers can demonstrate better catalytic activity than the most stable structures. In this study, we present a comparative investigation of catalytic activity for NO dissociation of a pair of the energetically degenerated isomers of Cu13 cluster having C2 and C s symmetries. It is shown that although these isomers have similar structural, electronic, and optical properties, they can possess very different catalytic activities. The effect of isomerization between cluster isomers is considered using state-of-the-art automated reaction pathway search techniques such as an artificial force induced reaction (AFIR) method as a part of a global reaction route mapping (GRRM) strategy. This method allows effectively to locate a large number of possible reaction pathways and transition states (TSs). In total, 12 TSs for NO dissociation were obtained for Cu13, of C2, C s, as well as I h isomers. Sparse modeling analysis shows that LUMO is strongly negatively correlated with total energy of TSs. For most TSs, LUMO has the antibonding character of NO, consisting of the interaction between π* of NO and SOMO of Cu13. Therefore, an increase in the strength of interaction between NO molecule and Cu13 cluster causes the rise in energy of the LUMO, resulting in lowering of the TS energy for NO dissociation. The combination of the automated reaction pathway search technique and sparse modeling represents a powerful tool for analysis and prediction of the physicochemical properties of atomic clusters, especially in the regime of structural fluxionality, where traditional methods based on random geometry search analyses are difficult.

  
  プレプリント・著者最終稿
• All-electron relativistic computations on the low-lying electronic states, bond length, and vibrational frequency of CeF diatomic molecule with spin–orbit coupling effects
  Yusuke Kondo; Masato Kobayashi; Tomoko Akama; Takeshi Noro; Tetsuya Taketsugu
  Journal of Computational Chemistry, 39, 16, 964, 972, John Wiley and Sons Inc., 2018年06月15日, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Automated error control in divide-and-conquer self-consistent field calculations
  Masato Kobayashi; Toshikazu Fujimori; Tetsuya Taketsugu
  Journal of Computational Chemistry, 39, 15, 909, 916, John Wiley and Sons Inc., 2018年06月05日, ［査読有り］, ［国際誌］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• 触媒・表面吸着系計算へのインフォマティクス応用事例
  小林 正人
  化学工業, 69, 1, 27, 32, 2018年01月, ［査読有り］, ［招待有り］, ［国内誌］
  日本語, 研究論文（学術雑誌）
• Enhanced Luminescence of Asymmetrical Seven-Coordinate Eu-III Complexes Including LMCT Perturbation
  Kei Yanagisawa; Yuichi Kitagawa; Takayuki Nakanishi; Tomoko Akama; Masato Kobayashi; Tomohiro Seki; Koji Fushimi; Hajime Ito; Tetsuya Taketsugu; Yasuchika Hasegawa
  EUROPEAN JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY, 2017, 32, 3843, 3848, 2017年09月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Divide-and-Conquer Hartree–Fock–Bogoliubov Method and Its Application to Conjugated Diradical Systems
  Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu
  Chem. Lett., 45, 11, 1268, 1270, 2016年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Three pillars for achieving quantum mechanical molecular dynamics simulations of huge systems: Divide-and-conquer, density-functional tight-binding, and massively parallel computation
  Hiroaki Nishizawa; Yoshifumi Nishimura; Masato Kobayashi; Stephan Irle; Hiromi Nakai
  JOURNAL OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY, 37, 21, 1983, 1992, 2016年08月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Spin-Orbit Coupling Effects on Low-lying Electronic States of PtCN/PtNC and PdCN/PdNC
  Yuriko Ono; Yusuke Kondo; Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu
  CHEMISTRY LETTERS, 45, 4, 478, 480, 2016年04月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Coordination phenomena of alkali metal, alkaline earth metal, and indium ions with the 1,3,6-naphthalenetrisulfonate ion in protic and aprotic solvents
  Xiaohui Chen; Masashi Hojo; Zhidong Chen; Masato Kobayashi
  JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS, 214, 369, 377, 2016年02月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• SbおよびTe化合物のリガンド交換・リガンドカップリング反応メカニズム
  小林 正人; 黒田 悠介; 秋葉 欣哉; 武次 徹也
  J. Comput. Chem. Jpn., 14, 6, 199, 200, 日本コンピュータ化学会, 2015年12月, ［査読有り］
  日本語, Theoretical and computational studies on the mechanisms of ligand exchange reaction (LER) and ligand coupling reaction (LCR) of hypervalent pentacoordinate Sb and tetracoordinate Te compounds were carried out. Contrary to the previous suggestion from experimentalists, the lone pair electrons of Te do not participate in LER. Also, LER of R₅Sb proceeds via a similar mechanism to that of R₄Te. As for the LCR of R₅Sb, the apical-equatorial coupling mechanism was suggested.
• Theoretical Study on the Mechanism of the Ligand Coupling Reaction of Hypervalent Pentacoordinate Antimony Compounds
  Masato Kobayashi; Yusuke Kuroda; Kin-ya Akiba; Tetsuya Taketsugu
  BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN, 88, 11, 1584, 1590, 2015年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Seven-Coordinate Luminophores: Brilliant Luminescence of Lanthanide Complexes with C-3v Geometrical Structures
  Kei Yanagisawa; Takayuki Nakanishi; Yuichi Kitagawa; Tomohiro Seki; Tomoko Akama; Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu; Hajime Ito; Koji Fushimi; Yasuchika Hasegawa
  EUROPEAN JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY, 28, 4769, 4774, 2015年10月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Second-order Moller-Plesset perturbation (MP2) theory at finite temperature: relation with Surjan's density matrix MP2 and its application to linear-scaling divide-and-conquer method
  Masato Kobayashi; Tetsuya Taketsugu
  THEORETICAL CHEMISTRY ACCOUNTS, 134, 9, 2015年08月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Specific coordination phenomena of alkaline earth metal ions with aromatic sulfonate ions in alcohols and binary solvents of acetonitrile-alcohols
  Xiaohui Chen; Keita Ayabe; Masashi Hojo; Zhidong Chen; Masato Kobayashi
  JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS, 199, 445, 453, 2014年11月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Theoretical Study on the Ligand Exchange Reactions of Hypervalent Antimony and Tellurium Compounds
  Masato Kobayashi; Kin-ya Akiba
  ORGANOMETALLICS, 33, 5, 1218, 1226, 2014年03月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Gradient of Molecular Hartree–Fock–Bogoliubov Energy with a Linear Combination of Atomic Orbital Quasiparticle Wave Functions
  M. Kobayashi
  J. Chem. Phys., 140, 8, 084115, 2014年02月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Conductometric and UV-visible Spectroscopic Studies on the Strong Association between Polysulfonic or Dicarboxylic Acids and Their Conjugate Anions in Acetonitrile
  Masashi Hojo; Yusuke Kondo; Kosuke Zei; Kei Okamura; Zhidong Chen; Masato Kobayashi
  BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN, 87, 1, 98, 109, 2014年01月, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Divide-and-conquer-based symmetry adapted cluster method: Synergistic effect of subsystem fragmentation and configuration selection
  Takeshi Yoshikawa; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai
  INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY, 113, 3, 218, 223, 2013年02月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Novel Approach to Excited-State Calculations of Large Molecules Based on Divide-and-Conquer Method: Application to Photoactive Yellow Protein
  Yoshikawa, Takeshi; Kobayashi, Masato; Fujii, Atsuhiko; Nakai, Hiromi
  Journal of Physical Chemistry B, 117, 18, 5565, 5573, 2013年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Novel Approach to Excited-State Calculations of Large Molecules Based on Divide-and-Conquer Method: Application to Photoactive Yellow Protein
  Yoshikawa, Takeshi; Kobayashi, Masato; Fujii, Atsuhiko; Nakai, Hiromi
  Journal of Physical Chemistry B, 117, 18, 5565, 5573, 2013年
  研究論文（学術雑誌）
• Accelerating convergence in the antisymmetric product of strongly orthogonal geminals method
  Tarumi, Moto; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  International Journal of Quantum Chemistry, 113, 3, 239, 244, 2013年
  研究論文（学術雑誌）
• Divide-and-conquer-based quantum chemical study for interaction between HIV-1 reverse transcriptase and MK-4965 inhibitor
  Saparpakorn, Patchreenart; Kobayashi, Masato; Hannongbua, Supa; Nakai, Hiromi
  International Journal of Quantum Chemistry, 113, 4, 510, 517, 2013年
  研究論文（学術雑誌）
• Divide-and-Conquer Electronic-Structure Study on the Mechanism of the West Nile Virus NS3 Protease Inhibitor
  Saparpakorn, Patchreenart; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  Bulletin of the Chemical Society of Japan, 86, 1, 67, 74, 2013年
  研究論文（学術雑誌）
• An Effective Energy Gradient Expression for Divide-and-Conquer Second-Order Møller-Plesset Perturbation Theory
  M. Kobayashi; H. Nakai
  J. Chem. Phys., 138, 4, 044102, 2013年, ［査読有り］
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Accelerating convergence in the antisymmetric product of strongly orthogonal geminals method
  Tarumi, Moto; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  International Journal of Quantum Chemistry, 113, 3, 2013年
  研究論文（学術雑誌）
• Divide-and-conquer-based symmetry adapted cluster method: Synergistic effect of subsystem fragmentation and configuration selection
  Yoshikawa, Takeshi; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  International Journal of Quantum Chemistry, 113, 3, 2013年
  研究論文（学術雑誌）
• Divide-and-conquer-based quantum chemical study for interaction between HIV-1 reverse transcriptase and MK-4965 inhibitor
  Saparpakorn, Patchreenart; Kobayashi, Masato; Hannongbua, Supa; Nakai, Hiromi
  International Journal of Quantum Chemistry, 113, 4, 2013年
  研究論文（学術雑誌）
• Divide-and-Conquer Electronic-Structure Study on the Mechanism of the West Nile Virus NS3 Protease Inhibitor
  Saparpakorn, Patchreenart; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  Bulletin of the Chemical Society of Japan, 86, 1, 2013年
  研究論文（学術雑誌）
• Generalized Møller–Plesset Multiconfiguration Perturbation Theory Applied to an Open-Shell Antisymmetric Product of Strongly Orthogonal Geminals Reference Wave Function
  M. Tarumi; M. Kobayashi; H. Nakai
  J. Chem. Theory Comput., 8, 11, 4330, 4335, 2012年11月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Dynamic hyperpolarizability calculations of large systems: The linear-scaling divide-and-conquer approach
  Masato Kobayashi; Tsuguki Touma; Hiromi Nakai
  JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, 136, 8, 084108, 2012年02月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Development of Divide-and-Conquer Quantum Chemical Code for Biomolecules and Nano Materials
  M. Kobayashi; P. Saparpakorn; H. Nakai
  31st Annual Conference of Japan Society for Simulation Technology, 330, 333, 2012年
• Development of Divide-and-Conquer Quantum Chemical Code for Biomolecules and Nano Materials
  M. Kobayashi; P. Saparpakorn; H. Nakai
  31st Annual Conference of Japan Society for Simulation Technology, 2012年
• How Does It Become Possible to Treat Delocalized and/or Open-Shell Systems in Fragmentation-Based Linear-Scaling Electronic Structure Calculation? The Case of the Divide-and-Conquer Method
  M. Kobayashi; H. Nakai
  Phys. Chem. Chem. Phys., 14, 21, 7629, 7639, 2012年
• Dynamic hyperpolarizability calculations of large systems: the linear-scaling divide-and-conquer approach.
  Kobayashi Masato; Touma Tsuguki; Nakai Hiromi
  Dynamic hyperpolarizability calculations of large systems: the linear-scaling divide-and-conquer approach., 136, 8, 2012年, ［査読有り］
  :We report a linear-scaling computation method for evaluating the dynamic first hyperpolarizability β based on the divide-and-conquer (DC) method. In the present scheme, we utilized the quasi-density-matrix expression derived from Wigner's (2n + 1) rule for β, where the quasi-density matrices are constructed from the solution obtained via the DC time-dependent self-consistent field (TD-SCF) method [T. Touma, M. Kobayashi, and H. Nakai, Chem. Phys. Lett. 485, 247 (2010)]. Numerical evaluation of π-conjugated and saturated organic chain systems verified that the present scheme considerably reduces the computational time for the β evaluation with a slight loss of accuracy, even around the singular frequency appearing at the electronic excitation energy. This evaluation indicates that the present linear-scaling TD-SCF scheme can also be used to estimate the molecular excitation energy. Furthermore, we succeeded in accurately evaluating the macroscopic second-harmonic generation coefficient of the polyvinylidene fluoride from the molecular (hyper)polarizabilities.
• Finite-field evaluation of static (hyper)polarizabilities based on the linear-scaling divide-and-conquer method
  Tsuguki Touma; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai
  THEORETICAL CHEMISTRY ACCOUNTS, 130, 4-6, 701, 709, 2011年12月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Linear-scaling divide-and-conquer second-order Møller-Plesset perturbation calculation for open-shell systems: Implementation and application
  Takeshi Yoshikawa; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai
  Theoretical Chemistry Accounts, 130, 2-3, 411, 417, 2011年10月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• DIVIDE-AND-CONQUER APPROACHES TO QUANTUM CHEMISTRY: THEORY AND IMPLEMENTATION
  Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  Linear-Scaling Techniques in Computational Chemistry and Physics: Methods and Applications, 13, 97, 127, 2011年
  研究論文（学術雑誌）
• ナノ化学のための分割統治量子化学計算法
  小林正人; 中井浩巳
  ナノ学会会報, 9, 2, 85, 89, 2011年
• Linear-scaling electronic structure calculation program based on divide-and-conquer method
  Hiromi Nakai; Masato Kobayashi
  PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTATIONAL SCIENCE (ICCS), 4, 1145, 1150, 2011年
  英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
• Reconsidering an analytical gradient expression within a divide-and-conquer self-consistent field approach: Exact formula and its approximate treatment
  Masato Kobayashi; Tomotaka Kunisada; Tomoko Akama; Daisuke Sakura; Hiromi Nakai
  JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, 134, 3, 034105, 2011年01月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Two-Level Hierarchical Parallelization of Second-Order Møller-Plesset Perturbation Calculations in Divide-and-Conquer Method
  M. Katouda; M. Kobayashi; H. Nakai; S. Nagase
  J. Comput. Chem., 32, 13, 2756, 2764, 2011年
  研究論文（学術雑誌）
• Reconsidering an analytical gradient expression within a divide-and-conquer self-consistent field approach: exact formula and its approximate treatment.
  Kobayashi Masato; Kunisada Tomotaka; Akama Tomoko; Sakura Daisuke; Nakai Hiromi
  Reconsidering an analytical gradient expression within a divide-and-conquer self-consistent field approach: exact formula and its approximate treatment., 134, 3, 2011年, ［査読有り］
  :An analytical energy gradient formula for the density-matrix-based linear-scaling divide-and-conquer (DC) self-consistent field (SCF) method was proposed in a previous paper by Yang and Lee (YL) [J. Chem. Phys. 103, 5674 (1995)]. Since the formula by YL does not correspond to the exact gradient of the DC-SCF energy, we derive the exact formula by direct differentiation, which requires solving the coupled-perturbed equations while including the inter-subsystem coupling terms. Next, we present an alternative formula for approximately evaluating the DC-SCF energy gradient, assuming the variational condition for the subsystem density matrices. Numerical assessments confirmed that the DC-SCF energy gradient values obtained by the present formula are in reasonable agreement with the conventional SCF values when adopting a reliable buffer region. Furthermore, the performance of the present method was found to be better than that of the YL method.
• Divide-and-conquer self-consistent field calculation for open-shell systems: Implementation and application
  Masato Kobayashi; Takeshi Yoshikawa; Hiromi Nakai
  CHEMICAL PHYSICS LETTERS, 500, 1-3, 172, 177, 2010年11月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Observation by UV-Visible and NMR Spectroscopy and Theoretical Confirmation of 4-Isopropyltropolonate Ion, 4-Isopropyltropolone (Hinokitiol), and Protonated 4-Isopropyltropolone in Acetonitrile
  Hojo, Masashi; Ueda, Tadaharu; Ike, Michitaka; Okamura, Kei; Sugiyama, Taku; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  Journal of Chemical and Engineering Data, 55, 5, 1986, 1989, 2010年
  研究論文（学術雑誌）
• Time-dependent Hartree-Fock frequency-dependent polarizability calculation applied to divide-and-conquer electronic structure method
  Touma, Tsuguki; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  Chemical Physics Letters, 485, 1-3, 247, 252, 2010年
  研究論文（学術雑誌）
• Generalized Møller-Plesset Partitioning in Multiconfiguration Perturbation Theory
  M. Kobayashi; Á. Szabados; H. Nakai; P. R. Surján
  J. Chem. Theory Comput., 6, 7, 2024, 2033, 2010年
  研究論文（学術雑誌）
• 化学の領域を広げる巨大分子の電子状態計算
  小林正人; 中井浩巳
  月刊「化学」, 64, 1, 12, 16, 2009年
• UV-visible, H-1 and C-13 NMR spectroscopic studies on the interaction between protons or alkaline earth metal ions and the benzoate ion in acetonitrile
  Hojo, Masashi; Ueda, Tadaharu; Ike, Michitaka; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  Journal of Molecular Liquids, 145, 3, 152, 157, 2009年
  研究論文（学術雑誌）
• 分割統治(DC)電子状態計算プログラムのGAMESSへの実装
  小林正人; 赤間知子; 中井浩巳
  J. Comput. Chem. Jpn., 8, 1, 1, 21, Society of Computer Chemistry, Japan, 2009年
  日本語, 線形コストスケーリング電子状態計算法のひとつである分割統治(DC)法は，これまで主にHartree-Fock (HF)交換項を含まない密度汎関数理論(DFT)や半経験的な分子軌道計算に適用されてきた．著者らは，このDC法をHF計算やハイブリッドDFT計算に適用し，効率的で有用な方法であることを確認してきた．さらに，エネルギー密度解析(EDA)の考え方を利用して，DC-HF計算で得られる部分系の軌道を用いた線形スケーリングポストHF計算法を独自に開発し，2次摂動(MP2)および結合クラスター(CCSD)計算でこの方法が有用であることを示した．著者らの研究室では，これらの手法は量子化学計算プログラムGAMESSに実装されており，通常の入力ファイルに多少の変更を施すだけで簡単に利用できるようになっている．本論文では，これまでにGAMESS上で開発を行ってきたDC計算プログラムの実装と計算可能なプロパティについて述べ，DC計算の実行方法および計算結果について報告する．
• Dual-Level Hierarchical Scheme for Linear-Scaling Divide-and-Conquer Correlation Theory
  Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  International Journal of Quantum Chemistry, 109, 10, 2227, 2237, 2009年
  研究論文（学術雑誌）
• Electronic Temperature in Divide-and-Conquer Electronic Structure Calculation Revisited: Assessment and Improvement of Self-Consistent Field Convergence
  Akama, Tomoko; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  International Journal of Quantum Chemistry, 109, 12, 2706, 2713, 2009年
  研究論文（学術雑誌）
• Divide-and-conquer-based linear-scaling approach for traditional and renormalized coupled cluster methods with single, double, and noniterative triple excitations
  Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  Journal of Chemical Physics, 131, 11, 114108, 2009年
  研究論文（学術雑誌）
• 化学の領域を広げる巨大分子の電子状態計算
  小林正人; 中井浩巳
  化学, 64, 1, 38, 42, 2009年, ［査読有り］
  日本語
• 分割統治法に基づく線形スケーリング手法の開発
  中井浩巳; 赤間知子; 小林正人
  Bull. Soc. Discrete Var. Xα, 21, 1,2, 47, 54, 2008年
• Application of the Sakurai-Sugiura projection method to core-excited-state calculation by time-dependent density functional theory
  Tsuchimochi, Takashi; Kobayashi, Masato; Nakata, Ayako; Imamura, Yutaka; Nakai, Hiromi
  Journal of Computational Chemistry, 29, 14, 2311, 2316, 2008年
  研究論文（学術雑誌）
• Extension of linear-scaling divide-and-conquer-based correlation method to coupled cluster theory with singles and doubles excitations
  Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi
  Journal of Chemical Physics, 129, 4, 044103, 2008年
  研究論文（学術雑誌）
• Development of linear scaling techniques based on divide-and-conquer method
  H. Nakai; T. Akama; M. Kobayashi
  Bull. Soc. Discrete Variational Xα, 21, 1,2, 47, 54, 2008年, ［査読有り］
  英語
• Implementation of divide-and-conquer method including hartree-fock exchange interaction
  Tomoko Akama; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai
  Journal of Computational Chemistry, 28, 12, 2003, 2012, 2007年09月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Alternative Linear-Scaling Methodology for the Second-Order Møller-Plesset Perturbation Calculation Based on the Divide-and-Conquer Method
  M. Kobayashi; Y. Imamura; H. Nakai
  J. Chem. Phys., 127, 7, 074103, 2007年08月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• UV-Visible and ¹H or ¹³C NMR Spectroscopic Studies on the Specific Interaction between Lithium Ions and the Anion from Tropolone or 4-Isopropyltropolone (Hinokitiol) and on the Formation of Protonated Tropolones in Acetonitrile or・・・
  M. Hojo; T. Ueda; T. Inoue; M. Ike; M. Kobayashi; H. Nakai
  J. Phys. Chem. B, 111, 7, 1759, 1768, 2007年02月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Hybrid treatment combining the translation- and rotation-free nuclear orbital plus molecular orbital theory with generator coordinate method: TRF-NOMO/GCM
  Keitaro Sodeyama; Hiroaki Nishizawa; Minoru Hoshino; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai
  CHEMICAL PHYSICS LETTERS, 433, 4-6, 409, 415, 2007年01月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Is the divide-and-conquer Hartree-Fock method valid for calculations of delocalized systems?
  Tomoko Akama; Atsuhiko Fujii; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai
  MOLECULAR PHYSICS, 105, 19-22, 2799, 2804, 2007年
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Second-Order Møller-Plesset Perturbation Energy Obtained from Divide-and-Conquer Hartree-Fock Density Matrix
  M. Kobayashi; T. Akama; H. Nakai
  J. Chem. Phys., 125, 20, 204106, 2006年11月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Implementation of Surján's Density Matrix Formulae for Calculating Second-Order Møller-Plesset Energy
  M. Kobayashi; H. Nakai
  Chem. Phys. Lett., 420, 1-3, 250, 255, 2006年03月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• Practical performance assessment of accompanying coordinate expansion recurrence relation algorithm for computation of electron repulsion integrals
  M Katouda; M Kobayashi; H Nakai; S Nagase
  JOURNAL OF THEORETICAL & COMPUTATIONAL CHEMISTRY, 4, 1, 139, 149, 2005年03月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• New recurrence relations for the rapid evaluation of electron repulsion integrals based on the accompanying coordinate expansion formula
  M Kobayashi; H Nakai
  JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, 121, 9, 4050, 4058, 2004年09月
  英語, 研究論文（学術雑誌）
• New algorithm for the rapid evaluation of electron repulsion integrals: elementary basis algorithm
  Nakai, H; Kobayashi, M
  Chemical Physics Letters, 388, 1-3, 50, 54, 2004年
  研究論文（学術雑誌）
• New algorithm for the rapid computation of molecular integrals: Elementary basis algorithm.
  Kobayashi, M; Nakai, H
  Abstracts of Papers of the American Chemical Society, 226, 2003年, ［査読有り］
  研究論文（学術雑誌）

• アゾ結合の開裂を利用したX線応答性ケージド化合物の開発
  小河原浩輝; 家田直弥; 中島孝平; 高倉栄男; 斉田謙一郎; KUMAR Sonu; KUMAR Sonu; 小林正人; 武次徹也; 武次徹也; 稲波修; 小川美香子; 小川美香子, 日本薬学会年会要旨集(Web), 144th, 2024年
• テトラキス型キラルEu(III)錯体のπ-4f電荷移動励起状態に基づくキラル光学特性
  滝沢諒平; 富川虎乃輔; 板谷康佑; 中井拓真; ワン メンフィ; ワン メンフィ; 小林正人; 小林正人; 武次徹也; 武次徹也; 長谷川靖哉; 長谷川靖哉; 北川裕一; 北川裕一, 配位化合物の光化学討論会講演要旨集, 35th, 2024年
• ヘキサフルオロアセチルアセトナートを有するセリウム錯体の電荷移動発光
  富川虎乃輔; ワン メンフィ; 庄司淳; 赤間知子; 小林正人; 小林正人; 伏見公志; 中西貴之; 武次徹也; 武次徹也; 長谷川靖哉; 長谷川靖哉; 北川裕一; 北川裕一, 配位化合物の光化学討論会講演要旨集, 34th, 2023年
• 量子アニーリング計算と機械学習を用いた高精度量子化学計算法の開発
  米山亮; 能條小夜子; 小林正人; 小林正人; 武次徹也; 武次徹也, 化学系学協会北海道支部冬季研究発表会(Web), 2023, 2023年
• アゾ化合物を用いたX線により活性化されるケージド化合物の開発
  小河原浩輝; 高倉栄男; 中島孝平; 斉田謙一郎; KUMAR Sonu; 小林正人; 武次徹也; 稲浪修; 小川美香子, 日本癌学会学術総会抄録集(Web), 82nd, 2023年
• 反応経路地図とパーシステント・ホモロジーを利用したポテンシャルエネルギー曲面についての記述子の創出
  村山武来; 小林正人; 小林正人; 青木雅允; 石橋卓; 齋藤琢弥; 中村壮伸; 寺本央; 武次徹也; 武次徹也, 分子科学討論会講演プログラム&要旨(Web), 17th, 2023年
• β-ジケトナート配位子を有するセリウム錯体の電荷移動発光
  富川虎乃輔; 庄司淳; 庄司淳; 赤間知子; 小林正人; 小林正人; 伏見公志; 中西貴之; 武次徹也; 武次徹也; 長谷川靖哉; 長谷川靖哉; 北川裕一; 北川裕一, 希土類, 82, 2023年
• ポルフィリンとYb(III)錯体を連結したカゴ状超分子の分子認識と発光特性
  庄司淳; 細谷祥太; 中西貴之; 小林正人; 小林正人; 伏見公志; 北川裕一; 北川裕一; 武次徹也; 武次徹也; 長谷川靖哉; 長谷川靖哉, 基礎有機化学討論会要旨集, 33rd (CD-ROM), 2023年
• イジング計算機とfactorization machineを用いた「望みのプロパティ」を持つ化合物の提案
  米山亮; 田代啓介; 小林正人; 小林正人; 武次徹也; 武次徹也, 化学系学協会北海道支部冬季研究発表会(Web), 2022, 2022年
• 機械学習を利用した第一原理MDトラジェクトリの自動分類
  小林正人; 小林正人; 原渕祐; 原渕祐; 堤拓朗; 小野ゆり子; 瀧川一学; 瀧川一学; 武次徹也; 武次徹也, 日本コンピュータ化学会年会講演予稿集, 2018, 73, 2018年11月03日
  日本語
• DSAP類縁体のC‐C単結合長に関する理論的研究:環境効果の検討
  黒田悠介; 小林正人; 武次徹也, 基礎有機化学討論会要旨集, 28th, 253, 2017年09月07日
  日本語
• 量子化学計算とインフォマティクスを用いたメタン水蒸気改質触媒能の評価
  小林正人; 小林正人; 小林正人; 小野田遼; 武次徹也; 武次徹也, 触媒討論会講演予稿集, 119th, 234, 2017年03月10日
  日本語
• 分割統治法とHartree‐Fock‐Bogoliubov法を組み合わせた大規模強相関系電子状態計算手法の開発とグラフェンナノリボンへの適用
  児玉良輔; 小林正人; 小林正人; 小林正人; 武次徹也; 武次徹也, 日本化学会春季年会講演予稿集(CD-ROM), 97th, ROMBUNNO.1A7‐12, 2017年03月03日
  日本語
• 分割統治(DC)法に基づいた大規模量子化学計算における誤差の自動制御化
  藤森俊和; 小林正人; 小林正人; 小林正人; 武次徹也; 武次徹也, 日本化学会春季年会講演予稿集(CD-ROM), 97th, ROMBUNNO.1A7‐11, 2017年03月03日
  日本語
• 表面モデル計算と統計手法によるメタン水蒸気改質触媒活性の評価
  小野田遼; 小林正人; 小林正人; 小林正人; 武次徹也; 武次徹也, 日本化学会春季年会講演予稿集(CD-ROM), 97th, ROMBUNNO.2PA‐202, 2017年03月03日
  日本語
• 局所説明変数を用いたスパースモデリングによる異性体エネルギーの推定
  小野田 遼; 小林 正人; 武次 徹也, ケモインフォマティクス討論会予稿集, 2016, 0, P15, 2016年
  原子電荷のような局所的な説明変数でエネルギーを簡便にモデル化することができれば、量子化学計算の計算量の大幅削減が可能である。我々は、C₃H₆O₂の異性体40種に対してMulliken、Lowdin、Natural、ESP電荷を説明変数としたMC+推定によるエネルギーのモデル化を試みた。その結果、少ない変数で当てはまりの良いモデルを作ることができた。次に対象をC₈H₁₀O₂、C₉H₁₀O₂、C₉H₁₀O₃、C₁₀H₁₂O₂異性体群に拡張した。しかし、良いモデルを作ることはできなかった。そのため環の数を加えて説明変数の改良を行うと、ある程度の共通性を持った良いモデルを作成することができた。そして、良いモデルには必ず炭素中で最も大きなNatural電荷および6員環の数が含まれていることが分かった。, 公益社団法人 日本化学会・情報化学部会, 日本語
• 量子化学計算と機械学習を用いた金属クラスター触媒の活性因子の検討
  小林 正人; 岩佐 豪; 高 敏; 高木 牧人; 前田 理; 武次 徹也, ケモインフォマティクス討論会予稿集, 2016, 0, O18, 2016年
  金属ナノクラスター触媒の反応性は、構成元素だけでなく、サイズや環境、構造など様々なファクターに依存するため、触媒活性の決定的因子の解明は困難であった。本研究では、銅クラスター触媒によるNO解離反応を例に、反応経路自動探索法を用いた系統的量子化学計算とスパースモデリングの手法を併用した触媒活性因子の抽出を試みた。具体的には、LASSO推定、SCAD推定、MC+推定の3つの手法を使い、軌道エネルギーや局所的な指標などの説明変数を用いて、Cu13クラスター上でのNO解離の遷移状態エネルギーを回帰した。その結果、遷移状態のエネルギーはLUMOの軌道エネルギーと負の相関があること、SCAD推定やMC+推定ではLASSO推定よりもコンパクトで相関係数の高いモデルが得られることがわかった。, 公益社団法人 日本化学会・情報化学部会, 日本語
• Divide-and-conquer-based symmetry adapted cluster method: Synergistic effect of subsystem fragmentation and configuration selection
  Takeshi Yoshikawa; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, International Journal of Quantum Chemistry, 113, 3, 218, 223, 2013年02月05日
  英語
• Accelerating convergence in the antisymmetric product of strongly orthogonal geminals method
  Moto Tarumi; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY, 113, 3, 239, 244, 2013年02月
  英語
• An effective energy gradient expression for divide-and-conquer second-order Møller-Plesset perturbation theory
  Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, Journal of Chemical Physics, 138, 4, 044102, 2013年01月28日
  英語
• Novel Approach to Excited-State Calculations of Large Molecules Based on Divide-and-Conquer Method: Application to Photoactive Yellow Protein
  Yoshikawa, Takeshi; Kobayashi, Masato; Fujii, Atsuhiko; Nakai, Hiromi, Journal of Physical Chemistry B, 117, 18, 5565, 5573, 2013年
• Divide-and-conquer-based symmetry adapted cluster method: Synergistic effect of subsystem fragmentation and configuration selection
  Yoshikawa, Takeshi; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi, International Journal of Quantum Chemistry, 113, 3, 218, 223, 2013年
• Divide-and-conquer-based quantum chemical study for interaction between HIV-1 reverse transcriptase and MK-4965 inhibitor
  Saparpakorn, Patchreenart; Kobayashi, Masato; Hannongbua, Supa; Nakai, Hiromi, International Journal of Quantum Chemistry, 113, 4, 510, 517, 2013年
• Divide-and-Conquer Electronic-Structure Study on the Mechanism of the West Nile Virus NS3 Protease Inhibitor
  Saparpakorn, Patchreenart; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi, Bulletin of the Chemical Society of Japan, 86, 1, 67, 74, 2013年
• Accelerating convergence in the antisymmetric product of strongly orthogonal geminals method
  Tarumi, Moto; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi, International Journal of Quantum Chemistry, 113, 3, 2013年
• Divide-and-conquer-based quantum chemical study for interaction between HIV-1 reverse transcriptase and MK-4965 inhibitor
  Saparpakorn, Patchreenart; Kobayashi, Masato; Hannongbua, Supa; Nakai, Hiromi, International Journal of Quantum Chemistry, 113, 4, 2013年
• Generalized Moller-Plesset Multiconfiguration Perturbation Theory Applied to an Open-Shell Antisymmetric Product of Strongly Orthogonal Geminals Reference Wave Function
  Moto Tarumi; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION, 8, 11, 4330, 4335, 2012年11月
  英語
• How does it become possible to treat delocalized and/or open-shell systems in fragmentation-based linear-scaling electronic structure calculations? the case of the divide-and-conquer method
  Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, Physical Chemistry Chemical Physics, 14, 21, 7629, 7639, 2012年06月07日
  英語
• Dynamic hyperpolarizability calculations of large systems: The linear-scaling divide-and-conquer approach
  Masato Kobayashi; Tsuguki Touma; Hiromi Nakai, Journal of Chemical Physics, 136, 8, 084108, 2012年02月28日
  英語
• Development of Divide-and-Conquer Quantum Chemical Code for Biomolecules and Nano Materials
  M. Kobayashi; P. Saparpakorn; H. Nakai, 31st Annual Conference of Japan Society for Simulation Technology, 330, 333, 2012年
• Development of Divide-and-Conquer Quantum Chemical Code for Biomolecules and Nano Materials
  M. Kobayashi; P. Saparpakorn; H. Nakai, 31st Annual Conference of Japan Society for Simulation Technology, 2012年
• Two-Level Hierarchical Parallelization of Second-Order Moller-Plesset Perturbation Calculations in Divide-and-Conquer Method
  Michio Katouda; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai; Shigeru Nagase, JOURNAL OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY, 32, 13, 2756, 2764, 2011年10月
  英語
• Linear-scaling divide-and-conquer second-order Moller-Plesset perturbation calculation for open-shell systems: implementation and application
  Takeshi Yoshikawa; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, THEORETICAL CHEMISTRY ACCOUNTS, 130, 2-3, 411, 417, 2011年10月
  英語
• DIVIDE-AND-CONQUER APPROACHES TO QUANTUM CHEMISTRY: THEORY AND IMPLEMENTATION
  Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi, Linear-Scaling Techniques in Computational Chemistry and Physics: Methods and Applications, 13, 97, 127, 2011年
• Linear-scaling electronic structure calculation program based on divide-and-conquer method
  Nakai, Hiromi; Kobayashi, Masato, Proceedings of the International Conference on Computational Science (Iccs), 4, 1145, 1150, 2011年
• Reconsidering an analytical gradient expression within a divide-and-conquer self-consistent field approach: Exact formula and its approximate treatment
  Masato Kobayashi; Tomotaka Kunisada; Tomoko Akama; Daisuke Sakura; Hiromi Nakai, JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, 134, 3, 034105, 2011年01月
  英語
• Finite-field evaluation of static (hyper)polarizabilities based on the linear-scaling divide-and-conquer method
  Touma, Tsuguki; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi, Theoretical Chemistry Accounts, 130, 4-6, 701, 709, 2011年
• Observation by UV-Visible and NMR Spectroscopy and Theoretical Confirmation of 4-Isopropyltropolonate Ion, 4-Isopropyltropolone (Hinokitiol), and Protonated 4-Isopropyltropolone in Acetonitrile
  Hojo, Masashi; Ueda, Tadaharu; Ike, Michitaka; Okamura, Kei; Sugiyama, Taku; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi, Journal of Chemical and Engineering Data, 55, 5, 1986, 1989, 2010年
• Time-dependent Hartree-Fock frequency-dependent polarizability calculation applied to divide-and-conquer electronic structure method
  Touma, Tsuguki; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi, Chemical Physics Letters, 485, 1-3, 247, 252, 2010年
• Generalized Moller-Plesset Partitioning in Multiconfiguration Perturbation Theory
  Kobayashi, Masato; Szabados, Agnes; Nakai, Hiromi; Surjan, Peter R., Journal of Chemical Theory and Computation, 6, 7, 2024, 2033, 2010年
• Divide-and-conquer self-consistent field calculation for open-shell systems: Implementation and application
  Kobayashi, Masato; Yoshikawa, Takeshi; Nakai, Hiromi, Chemical Physics Letters, 500, 1-3, 172, 177, 2010年
• UV-visible, H-1 and C-13 NMR spectroscopic studies on the interaction between protons or alkaline earth metal ions and the benzoate ion in acetonitrile
  Hojo, Masashi; Ueda, Tadaharu; Ike, Michitaka; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi, Journal of Molecular Liquids, 145, 3, 152, 157, 2009年
• Dual-Level Hierarchical Scheme for Linear-Scaling Divide-and-Conquer Correlation Theory
  Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi, International Journal of Quantum Chemistry, 109, 10, 2227, 2237, 2009年
• Electronic Temperature in Divide-and-Conquer Electronic Structure Calculation Revisited: Assessment and Improvement of Self-Consistent Field Convergence
  Akama, Tomoko; Kobayashi, Masato; Nakai, Hiromi, International Journal of Quantum Chemistry, 109, 12, 2706, 2713, 2009年
• Divide-and-Conquer-Based Linear-Scaling Approach for Traditional and Renormalized Coupled Cluster Methods with Single, Double, and Noniterative Triple Excitations
  KOBAYASHI M., The Journal of Chemical Physics, 131, 11, 114108, 114108, 2009年
• Application of the Sakurai-Sugiura projection method to core-excited-state calculation by time-dependent density functional theory
  Tsuchimochi, Takashi; Kobayashi, Masato; Nakata, Ayako; Imamura, Yutaka; Nakai, Hiromi, Journal of Computational Chemistry, 29, 14, 2311, 2316, 2008年
• Extension of Linear-Scaling Divide-and-Conquer-Based Correlation Method to Coupled Cluster Theory with Singles and Doubles Excitations
  KOBAYASHI M., The Journal of Chemical Physics, 129, 4, 044103, 44103, 2008年
• Implementation of divide-and-conquer method including Hartree-Fock exchange interaction
  Tomoko Akama; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, JOURNAL OF COMPUTATIONAL CHEMISTRY, 28, 12, 2003, 2012, 2007年09月
  英語
• UV-visible and H-1 or C-13 NMR spectroscopic studies on the specific interaction between lithium ions and the anion from tropolone or 4-isopropyltropolone (Hinokitiol) and on the formation of protonated tropolones in acetonitrile or other solvents
  Masashi Hojo; Tadaharu Ueda; Tomonori Inoue; Michitaka Ike; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, 111, 7, 1759, 1768, 2007年02月
  英語
• Hybrid treatment combining the translation- and rotation-free nuclear orbital plus molecular orbital theory with generator coordinate method: TRF-NOMO/GCM
  Keitaro Sodeyama; Hiroaki Nishizawa; Minoru Hoshino; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, CHEMICAL PHYSICS LETTERS, 433, 4-6, 409, 415, 2007年01月
  英語
• Alternative linear-scaling methodology for the second-order Moller-Plesset perturbation calculation based on the divide-and-conquer method
  Kobayashi, Masato; Imamura, Yutaka; Nakai, Hiromi, Journal of Chemical Physics, 127, 7, 074103, 2007年
• Is the divide-and-conquer Hartree-Fock method valid for calculations of delocalized systems?
  Tomoko Akama; Atsuhiko Fujii; Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, MOLECULAR PHYSICS, 105, 19-22, 2799, 2804, 2007年
  英語
• Implementation of Surján's density matrix formulae for calculating second-order Møller-Plesset energy
  Masato Kobayashi; Hiromi Nakai, Chemical Physics Letters, 420, 1-3, 250, 255, 2006年03月10日
  英語
• Second-order Moller-Plesset perturbation energy obtained from divide-and-conquer Hartree-Fock density matrix
  Kobayashi, Masato; Akama, Tomoko; Nakai, Hiromi, Journal of Chemical Physics, 125, 20, 204106, 2006年
• Practical performance assessment of accompanying coordinate expansion recurrence relation algorithm for computation of electron repulsion integrals
  M Katouda; M Kobayashi; H Nakai; S Nagase, JOURNAL OF THEORETICAL & COMPUTATIONAL CHEMISTRY, 4, 1, 139, 149, 2005年03月
  英語
• New algorithm for the rapid evaluation of electron repulsion integrals: elementary basis algorithm
  H Nakai; M Kobayashi, CHEMICAL PHYSICS LETTERS, 388, 1-3, 50, 54, 2004年04月
  英語
• New recurrence relations for the rapid evaluation of electron repulsion integrals based on the accompanying coordinate expansion formula
  Kobayashi, M; Nakai, H, Journal of Chemical Physics, 121, 9, 4050, 4058, 2004年
• Divide-and-Conquer Electronic-Structure Study on the Mechanism of the West Nile Virus NS3 Protease Inhibitor
  P. Saparpakorn; M. Kobayashi; H. Nakai, Bull. Chem. Soc. Jpn.

• Fundamental Coordination Ability of s-Block Metal Ions
  Masashi Hojo
  Elsevier, 2025年09月, 9780128219812, ［分担執筆］
• 密度汎関数法による量子化学計算
  常田, 貴夫; 武次, 徹也
  講談社, 2025年05月, 9784065396780, vi, 242p, 日本語, ［分担執筆］
• 量子生命科学ハンドブック
  瀬藤, 光利; 荒牧, 修平, 第2編第1章第3節
  エヌ・ティー・エス, 2024年03月, 9784860438821, iii, x, 346, viiip, 日本語, ［分担執筆］
• ケモインフォマティクスにおけるデータ収集の最適化と解析手法
  技術情報協会, 第３章第２節
  技術情報協会, 2023年04月, 9784861049446, 657p, 日本語, ［分担執筆］
• 計算化学
  Jensen, Frank; 五十幡, 康弘; 内田, 希; 神谷, 宗明; 北, 幸海; 小林, 正人; 佐藤, 啓文; 重田, 育照; 砂賀, 彩光; 武次, 徹也; 常田, 貴夫; 長谷川, 淳也; 波田, 雅彦; 森, 聖治; 後藤, 仁志; 立川, 仁典; 長嶋, 雲兵
  森北出版, 2023年03月, 9784627242333, xx, 882p, 日本語, ［共訳］
• 触媒総合事典
  触媒学会; 山下, 弘巳; 福岡, 淳; 田中, 庸裕; 関根, 泰
  朝倉書店, 2023年01月12日, 4254252749, 530, 日本語, ［分担執筆］
• 量子技術の実用化と研究開発業務への導入方法
  技術情報協会, 第１章第３節
  技術情報協会, 2023年01月, 9784861049156, 484p, 日本語, ［分担執筆］
• Computational and data-driven chemistry using artificial intelligence : fundamentals, methods and applications
  Akitsu, Takashiro, Chap. 7
  Elsevier, 2022年, 9780128222492, xiii, 264 p., 英語, ［分担執筆］
• マテリアルズインフォマティクスのためのデータ作成とその解析、応用事例
  技術情報協会, 第８章１節
  技術情報協会, 2021年07月, 9784861048548, 500p, 日本語, ［分担執筆］
• The Art of High Performance Computing for Computational Science, Vol. 2
  Masaaki Geshi, Chap. 6
  Springer, 2019年, ［分担執筆］
• 計算科学のためのHPC技術2
  下司 雅章, 第7章
  大阪大学出版会, 2017年03月, 9784872595871, 326, 205-238, 日本語, 学術書, ［分担執筆］
• すぐできる量子化学計算ビギナーズマニュアル
  武次, 徹也; 平尾, 公彦
  講談社, 2015年03月, 9784061543881, viii, 212p, 日本語, ［共著］
• Linear-scaling techniques in computational chemistry and physics : methods and applications
  Robert Zalesny; Manthos G. Papadopoulos; Paul G. Mezey; Jerzy Leszczynski, Chap. 5
  Springer, 2011年, 9789048128525, xix, 513 p., 英語, ［分担執筆］

• 量子化学計算×インフォマティクスによる触媒・表面吸着系の解析
  小林正人
  岐阜大学人工知能研究推進センター2020年度第5回講演会, 2021年01月22日, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  2021年01月22日 - 2021年01月22日, ［招待講演］
• 量子化学計算とデータ科学の併用による触媒・表面吸着系の解析と予測
  小林正人
  計算科学研究センター・ナノテクノロジープラットフォーム事業合同ワークショップ2021, 2021年01月13日, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  2021年01月12日 - 2021年01月13日, ［招待講演］
• Data Scientific Analysis of Quantum Chemical Calculation Results for Surface Adsorption Systems and Its Application to Catalysis
  小林正人
  第36回計算機マテリアルズデザインワークショップ(36th CMD Workshop), 2020年02月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］
• 表面吸着系量子化学計算データベースの構築と触媒活性解析への応用
  小林 正人
  ESICB電子論検討会, 2019年12月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• データ科学を利用した表面吸着系量子化学計算結果の解析と触媒への応用
  小林 正人
  レア・イベントの計算科学 第3回ワークショップ, 2019年12月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• Surface model calculation database for predicting catalytic activity: An application to methane steam reforming
  小林 正人
  The ninth conference of the Asia-Pacific Association of Theoretical and Computational Chemists (APATCC2019), 2019年10月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国際会議］
• Calculation, Analysis, and Prediction for Catalyst and Surface Adsorption Systems with Informatics Techniques and Automated Reaction Path Search
  小林 正人
  2nd International Workshop on Phase Interfaces Science for Highly Efficient Energy Utilization, 2018年11月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国際会議］
• Recent Trends on Catalyst Informatics
  小林 正人
  ポスト「京」重点課題5若手勉強会, 2018年08月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• インフォマティクスと反応経路探索を活用した触媒・表面吸着系の計算・解析・予測
  小林 正人
  JSTさきがけ「理論・実験・計算科学とデータ科学が連携・融合した先進的マテリアルズインフォマティクスのための基盤技術の構築」第2回公開シンポジウム, 2018年08月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• インフォマティクスと人工知能・機械学習チュートリアル
  小林 正人
  ESICB若手研究会「触媒・電池の実践的理論化学の最前線」, 2018年08月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• 大規模系の量子化学計算とデータ科学を利用した量子化学計算結果の解析・触媒への応用
  小林 正人
  分子科学研究所講演会, 2018年05月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• 反応経路探索とインフォマティクス: 触媒・表面吸着系計算への応用
  小林 正人
  異分野融合ワークショップ「データ科学との融合による化学の新展開」, 2018年03月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• 反応経路探索とインフォマティクスを援用した触媒の理論研究
  小林 正人
  高度情報科学技術研究機構第5回材料系ワークショップ, 2018年02月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• 反応経路探索とインフォマティクスを援用した触媒の理論研究
  小林 正人
  ポスト「京」重点課題5第4回公開シンポジウム, 2017年12月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• Analyzing Quantum Chemical Calculation Results with Informatics Techniques: Toward Application to Catalyst Development
  小林 正人
  International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC) 2017, 2017年06月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国際会議］
• データ科学を利用した量子化学計算結果の解析と触媒への応用
  小林 正人
  情報・データ科学との連携・融合による物性物理・量子化学の新展開, 2017年03月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• 大規模量子化学計算の基礎
  小林 正人
  第6回量子化学スクール, 2016年12月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国内会議］
• Quantum chemical calculation meets informatics: Toward application to catalyst development
  小林 正人
  Thai-Japan Symposium in Chemistry, 2016年11月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国際会議］
• Static and dynamical electron correlation calculations of large systems based on the divide-and-conquer method
  小林 正人
  EMN Meeting on Computation and Theory 2016, 2016年10月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国際会議］
• Static Electron Correlations Described via Two-Electron Wave Functions
  小林 正人
  Collaborative Conference on Materials Research 2014 (CCMR2014), 2014年06月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
  ［招待講演］, ［国際会議］
• アンチモンおよびテルルの超原子価化合物のリガンド交換反応に関する理論的研究
  第40回有機典型元素化学討論会, 2013年, ポスター発表
• ペア行列を用いた平均場電子状態計算による静的電子相関の取り扱い
  第7回分子科学討論会, 2013年, ポスター発表
• Geminal-based wavefunction theory and its perturbative improvement
  VIIIth Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics (ISTCP-VIII), 2013年
• Hartree-Fock-Bogoliubov法による分子の電子状態計算とエネルギー勾配法
  日本コンピュータ化学会2013春季年会, 2013年
• Hartree-Fock-Bogoliubov法を用いた量子化学計算の検討
  第16回理論化学討論会, 2013年
• Excited-state calculations based on divide-and-conquer method for large systems
  17th International Annual Symposium on Computational Science and Engineering (ANSCSE17), 2013年, ポスター発表
• Binding investigation of the West Nile Virus NS3 Protease Inhibitor using Divide-and-Conquer method
  17th International Annual Symposium on Computational Science and Engineering (ANSCSE17), 2013年
• Divide-and-Conquer Program in GAMESS: 開発と最近の成果
  グランドチャレンジ・アプリケーションの研究開発 公開シンポジウム, 2013年, ポスター発表
• 分割統治MP2法: エネルギー勾配法の開発と抗ウィルス薬への適用
  スーパーコンピューターワークショップ2013「理論と計算科学による新たな展開と可能性を探る」, 2013年, ポスター発表
• Divide-and-conquer quantum chemistry program in GAMESS: Implementation and application
  International Workshop on Massively Parallel Programming Now in Molecular Science, 2013年
• Quantum chemical calculations of large delocalized molecules with the divide-and-conquer method
  日本化学会第93春季年会 アジア国際シンポジウム, 2013年
• Development of efficient quantum chemical calculation methods for nano material research
  Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2013, 2013年
• ナノ・生体系の化学反応ダイナミクス: 分割統治法を用いた検討
  第4回TCCI研究会, 2013年
• Divide-and-conquer method for linear-scaling electronic sturcture calculations
  5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry, 2013年
• Theoretical study on the ligand exchange reaction of hypervalent Sb and Te compounds
  The 40th Symposium on Main Group Element Chemistry, 2013年, ポスター発表
• Static electron correlation treated by mean-field electronic structure calculations with pairing matrix
  Annual Meeting of Japan Society for Molecular Science 2013, 2013年, ポスター発表
• Geminal-based wavefunction theory and its perturbative improvement
  VIIIth Congress of the International Society for Theoretical Chemical Physics (ISTCP-VIII), 2013年
• Electronic structure calculations of molecules with Hartree-Fock-Bogoliubov method and its energy gradient
  Spring Meeting 2013, Society of Computer Chemistry, Japan, 2013年
• Quantum chemical calculations with Hartree-Fock-Bogoliubov method
  16th Annual Forum on Theoretical Chemistry, 2013年
• Excited-state calculations based on divide-and-conquer method for large systems
  17th International Annual Symposium on Computational Science and Engineering (ANSCSE17), 2013年, ポスター発表
• Binding investigation of the West Nile Virus NS3 Protease Inhibitor using Divide-and-Conquer method
  17th International Annual Symposium on Computational Science and Engineering (ANSCSE17), 2013年
• Divide-and-Conquer Program in GAMESS: Development and recent results
  Public Symposium on Research and Development of Grand Challenge Applications, 2013年, ポスター発表
• Divide-and-conquer MP2 method: Formulation of energy gradient and application to anti-virus drug
  Supercomputer Workshop 2013, 2013年, ポスター発表
• Divide-and-conquer quantum chemistry program in GAMESS: Implementation and application
  International Workshop on Massively Parallel Programming Now in Molecular Science, 2013年
• Quantum chemical calculations of large delocalized molecules with the divide-and-conquer method
  Asian International Symposium in the 93rd Annual Meeting of the Chemical Society of Japan, 2013年
• Development of efficient quantum chemical calculation methods for nano material research
  Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2013, 2013年
• Chemical reaction dynamics of nano and biological systems: Divide-and-conquer approaches
  4th TCCI Symposium, 2013年
• Divide-and-conquer method for linear-scaling electronic sturcture calculations
  5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry, 2013年
• 分割統治MP2プログラムの最近の展開と性能評価
  第3回CMSI研究会, 2012年
• Development of divide-and-conquer quantum chemical code for biomolecules and nano materials
  JSST 2012 International Conference on Simulation Technology, 2012年
• GAMESSに実装された分割統治(DC)量子化学計算法のハイブリッド並列化
  第6回分子科学討論会, 2012年, ポスター発表
• APSG and its perturbative correction: Application to open-shell systems
  Theory and Applications of Computational Chemistry 2012 (TACC2012), 2012年, ポスター発表
• Excited-state calculation of photoactive yellow protein using divide-and-conquer SAC-CI theory
  XVIIth International Workshop on Quantum Systems in Chemistry and Physics (QSCP-XVII), 2012年, ポスター発表
• DC-SAC-CI法による光活性タンパクの励起状態計算
  第15回理論化学討論会, 2012年, ポスター発表
• 開殻APSG波動関数を参照とした多体摂動計算
  第15回理論化学討論会, 2012年, ポスター発表
• DC-SAC-CI法～大規模励起状態理論の構築～
  日本コンピュータ化学会2012春季年会, 2012年, ポスター発表
• 量子化学計算を用いた有機電子材料の電荷移動特性の解析
  日本コンピュータ化学会2012春季年会, 2012年, ポスター発表
• 分割統治(DC)量子化学計算法: その高精度化と高速化，超並列化
  先駆的計算科学に関するフォーラム2012～京コンピュータ利用に向けた分子科学分野での取り組み～, 2012年
• 分割統治(DC)量子化学計算プログラム: 開発と応用、そして展望
  次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発・次世代生命体統合シミュレーションソフトウェアの研究開発 公開シンポジウム, 2012年
• 分割統治(DC)法に基づく大規模量子化学計算プログラムの開発と『京』での実装
  第4回HPCI戦略プログラム合同研究交流会, 2012年
• 大規模系の量子化学計算：化学理論と計算機の発展が開いた世界とその近未来
  第26期CAMMフォーラム例会, 2012年
• Recent advances in the divide-and-conquer MP2 program and its performance assessment
  3rd CMSI Symposium, 2012年
• Development of divide-and-conquer quantum chemical code for biomolecules and nano materials
  JSST 2012 International Conference on Simulation Technology, 2012年
• Hybrid parallelization of divide-and-conquer (DC) quantum chemical method implemented in GAMESS
  Annual Meeting of Japan Society for Molecular Science 2012, 2012年, ポスター発表
• APSG and its perturbative correction: Application to open-shell systems
  Theory and Applications of Computational Chemistry 2012 (TACC2012), 2012年, ポスター発表
• Excited-state calculation of photoactive yellow protein using divide-and-conquer SAC-CI theory
  XVIIth International Workshop on Quantum Systems in Chemistry and Physics (QSCP-XVII), 2012年, ポスター発表
• Excited-state calculation of photo-active protein by DC-SAC-CI method
  15th Annual Forum on Theoretical Chemistry, 2012年, ポスター発表
• Many-body perturbation calculation based on open-shell APSG wavefunction
  15th Annual Forum on Theoretical Chemistry, 2012年, ポスター発表
• DC-SAC-CI method - Construction of large-scale excited-state theory
  Spring Meeting 2012, Society of Computer Chemistry, Japan, 2012年, ポスター発表
• Analysis of charge mobility of organic electronic device using quantum chemical calculation
  Spring Meeting 2012, Society of Computer Chemistry, Japan, 2012年, ポスター発表
• Divide-and-Conquer (DC) Quantum Chemical Calculation Method: Its Improvements in Accuracy, Efficiency, and Parallelism
  Forum on Pioneering Computational Science 2012 (Kyushu Univ.), 2012年
• Divide-and-Conquer (DC) Quantum Chemical Calculation Program: Developments, applications, and Perspectives
  Open Symposium on Grand Challenges in Next-Generation Integrated Nanoscience and Living Matter, 2012年
• Development of Large-Scale Quantum Chemical Calculation Program Based on Divide-and-Conquer (DC) Method and Its Implementation into K Supercomputer
  4th Joint Symposium of the Strategic Program for Innovative Research (SPIRE), 2012年
• Quantum Chemical Calculations of Large Systems: The World Pioneered by Recent Developments in Chemical Theory and Computer Science, and Its Future
  26th CAMM Forum, 2012年
• Divide-and-Conquer量子化学計算プログラム
  次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェア説明会, 2009年
• 分割統治(DC)電子状態計算法のGAMESSへの実装と応用
  日本コンピュータ化学会2009春季年会, 2009年
• Divide-and-Conquer quantum chemistry program
  Next-Generation Integrated Nanoscience Simulation Software Explanatory Meeting, 2009年
• Implimentation of divide-and-conquer (DC) electronic structure code to GAMESS program package and its applications
  Spring Meeting 2009, Society of Computer Chemistry, Japan, 2009年
• Divide-and-conquer electronic structure method: Extension to post-HF correlation theories
  The International Conference on the Theory and Applications of Computational Chemistry in 2008 (TACC2008), 2008年
• Divide-and-conquer electronic structure method: Extension to post-HF correlation theories
  The International Conference on the Theory and Applications of Computational Chemistry in 2008 (TACC2008), 2008年
• 大規模系の高精度量子化学計算法: Divide-and-Conquer法に基づくMP2計算
  科研費特定領域研究「次世代量子シミュレータ・量子デザイン手法の開発」 A02班ミニワークショップ「大規模・高精度電子状態計算手法に関する研究会II」, 2007年
• Accurate quantum chemical methodology for large systems: MP2 calculation based on the divide-and-conquer method
  Mini workshop on large-scale accurate electronic structure calculation methods II, 2007年

• 計算機実習, 2024年, 学士課程, 総合教育部
• 分子化学Ａ（分子理論化学）, 2024年, 修士課程, 総合化学院
• 一般教育演習(ﾌﾚｯｼｭﾏﾝｾﾐﾅｰ), 2024年, 学士課程, 全学教育
• 量子化学Ⅰ, 2024年, 学士課程, 理学部
• 教科教育法（理科Ⅱ）, 2024年, 学士課程, 教育学部

• 2019年06月 - 現在
  理論化学会
• 2016年11月 - 現在
  触媒学会
• 2007年01月 - 現在
  日本化学会
• 2006年09月 - 現在
  分子科学会
• 2006年03月 - 現在
  日本コンピュータ化学会

• 重水素学を進める総括班研究
  科学研究費助成事業
  2026年04月 - 2031年03月
  中 寛史
  日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 京都大学, 26H00485
• 重水素学のための理論実験複合データベースと学理構築
  科学研究費助成事業
  2026年04月 - 2031年03月
  小林 正人
  日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 北海道大学, 26H00486
• 位相的データ解析による反応経路地図の特徴量抽出と反応性比較・分類・予測への応用
  科学研究費助成事業
  2023年04月01日 - 2026年03月31日
  小林 正人; 中村 壮伸; 寺本 央
  「反応経路地図(RRM)を表現する重み付きグラフに対するパーシステント・ホモロジー(PH)解析法の確立」の項目については、基盤となるadjusted weight rank clique filtrationを開発して貨幣金属ナノクラスターと有機化学反応に適用し、その有用性を報告した。また、GRRMプログラムの出力を用いてPH解析を行うプログラムを整備して公開した。一方、GRRMプログラムの出力は対称性と同種核置換反転に関して縮約されているため、元のポテンシャルエネルギー曲面(PES)全体を表すものにはなっていない。そこで、3N-6次元のPESの空間に対応するRRMをGRRMの出力から復元する手法を並行して開発し、公開した。この復元されたPESに対するPH解析についても、予備的な検討を行った。
  「グローバル反応経路地図の作成とデータベース化」の項目に関しては、遷移金属元素の少数原子クラスターの計算とデータベース化を進めている。
  「PH解析に基づく記述子を用いた系の分類と機能・性質解明」の項目に関しては、Wasserstein距離およびボトルネック距離を用いた金属ナノクラスターのRRMの類似度比較を開始したが、RRMの比較に最適のものであるとは言いがたい結果となった。今後は、RRMの特徴を活かした新たな「距離」の定義方法について検討を進める。
  PESや反応経路地図の解析、という観点では、様々な観測時間スケールでPESの速度論的な可視化を実現する手法を新たに共同で開発した。PESのエネルギー値の関係をそのまま表示する従来のdisconnectivity graphとは異なり、時間スケールに基づいた階層性を表現するものになっている。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K26608
• 位相的データ解析による反応経路地図の特徴量抽出と反応性比較・分類・予測への応用
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  2023年04月01日 - 2026年03月31日
  小林 正人
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23H01915
• 物理-化学連携による持続的成長に向けた高機能・長寿命材料の探索・制御
  スーパーコンピュータ｢富岳｣成果創出加速プログラム
  2023年04月 - 2026年03月
  館山 佳尚; 三宅 隆; 松林 伸幸; 大谷 実; 泰岡 顕治; 藤本 和士; 福島 鉄也; 笠松 秀輔; 久保 百司; 新里 秀平; 赤木 和人; 小林 正人; 新屋 ひかり; 中田 彩子
  文部科学省, 物質・材料研究機構, 研究分担者, 競争的資金, JPMXP1020230325
• 大規模量子分子動力学計算と準安定結晶構造探索に基づく超秩序構造の理論的研究
  科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
  2023年04月01日 - 2025年03月31日
  小林 正人
  日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 北海道大学, 23H04093
• 自動合成ロボットと情報科学の融合に基づいた有機反応開発法の迅速化
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  2021年04月01日 - 2024年03月31日
  長田 裕也; 水野 雄太; 田畑 公次; 辻 信弥; 小林 正人
  有機合成研究において反応条件の最適化は極めて重要であり、研究遂行のためには多大な労力と時間を費やし続けている。本研究は、自動合成ロボットと量子化学計算によって得られる分子記述子を用いた強化学習を用いることで、反応条件の最適化を飛躍的に加速させることを目的としている。
  ２０２１年度の研究においては、自動合成ロボットにおける予備的有機合成実験を実施し、さらに実験結果の自動測定に取り組んだ。初期検討として、熱的フィスゲン環化付加反応と縮合剤を用いたアミド化反応に関する検討に取り組んだ。遷移金属触媒を用いずにフィスゲン環化付加反応を行った場合、1,4-付加体と1,5-付加体の混合物が得られ、これらの生成比は基質の構造に依存する。あらかじめ量子化学計算によって生成比の予測を行い、続いて自動合成ロボットを用いた合成実験と生成比の決定を行うことで両者の比較を行い、反応モデルの改良を行うことで、良い精度で生成比の予測を行う方法の開発に成功した。
  また、縮合剤を用いたアミド化反応に関する検討では、種々のカルボン酸類とアミン類からアミド化合物を合成し、アミド類の構造と超臨界流体クロマトグラフィーでの保持時間の関係について検討を行った。超臨界流体クロマトグラフィーではポリブチレンテレフタレートがコーティングされたシリカゲルを固定相として用いたカラムを使用することで、迅速な分離分析を行うことができることを見出した。現在、アミド類の構造とその保持時間の相関について分子記述子を用いた解析を進めており、未知のアミド化合物の分析条件の推定が可能になるものと期待している。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21H01924
• 大規模量子化学計算と結晶構造ＤＢを用いた超秩序構造のシナジー効果・動的特性の解明
  科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
  2021年09月10日 - 2023年03月31日
  小林 正人
  本研究では、(1)多様な超秩序構造材料の大規模量子分子動力学計算を実現するプログラムの開発と、(2)準堰堤結晶構造データベースとパーシステント・ホモロジー解析を利用したアモルファス-結晶の構造相関解析手法の開発を推進することにより、超秩序構造材料の機能発現機構を原子レベルで解明する計算化学プラットフォームを構築し、領域内の融合研究に利用する。
  (1)に関して、我々は数千～数万原子系の量子化学計算法である分割統治密度汎関数強束縛（DC-DFTB）法を開発してきたが、元素ペアに対するパラメータが必要であり、既存のパラメータで多様な超秩序構造材料を広範に取り扱うことはできない。そこで本年度は、元素ごとのパラメータで計算可能なGFN-xTB法にDC法を導入したDC-xTB法の開発を行った。開発したDC-xTB法による計算時間は系の大きさに対してほぼ線形となっており、またDC法のバッファ領域の大きさを制御することにより通常のxTB法の計算結果が再現できることも確かめられた。
  (2)に関して、反応経路自動探索プログラムGRRMを使用して、ガラス化しないTiO2の準安定結晶構造データベースを作成し、すでに構築されていたSiO2の準安定結晶構造データベースとともにそのパーシステント・ホモロジー解析を行った。TiO2の方が低エネルギー準安定構造の数は多かったが、そのパーシステンス・ダイアグラムはスポット的に集中する傾向にあり、ガラス化しやすいSiO2とは大きく異なることが分かった。
  日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 北海道大学, 21H05544
• 情報科学・理論・実験の融合によるネットワークガラスの高次多体相関解析
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  2020年04月 - 2023年03月
  志賀 元紀; 小原 真司; 小林 正人; 平田 秋彦; 小野寺 陽平
  非晶質材料に内在する秩序の記述および効率的な計算法の開発のために、理論計算による大規模な構造モデルの構築、量子ビームによる計測データから秩序を同定する方法の開発、また、実験データに適合する構造モデルから中距離秩序を抽出する試みを行った。
  大規模な構造モデル構築の課題において、構造エネルギーや原子にかかる力を高速に計算するために機械学習モデルの開発に取り組んだ。訓練データとして、DC-DFTB法を用いてシリカの様々な構造に対して計算した結果を用意した。DC-DFTB計算に対して、全エネルギーを構成原子に割り当てるエネルギー密度解析を用いて、学習データを高効率的に収集することが可能となった。こうして生成された訓練データに対して、原子配置に関する記述子を入力として、機械学習モデルを構築し、予測性能を検証した。
  計測データ解析の課題では、Åビーム電子回折実験を計算機において仮想的に行うヴァーチャルÅビーム電子回折法を開発し、計算ホモロジーおよび分子動力学法と組み合わせることで、代表的な金属ガラスであるPd-Siのトポロジー的な秩序領域から得られる電子回折の特徴を調べた。その結果、トポロジー的な秩序領域では1nm以上にわたり方向の揃った擬格子面が形成されており、これに対応して回折パターン中に強い強度のスポットが出現することがわかった。
  また、温度と圧力を精密に制御して合成した永久高密度化シリカガラスについて、その高密度化のメカニズムを量子ビーム実験と構造モデリング、トポロジカル解析を駆使することによって明らかにした。ガラスの3次元構造モデルをSPring-8、海外の原子炉・パルス中性子源を利用して測定した量子ビーム実験データを再現する構造モデルを構築し、化学結合によるネットワークが形成するリング、原子分布が形成する空隙を解析することで、永久高密度化ガラスの構造秩序の起源を明らかにした。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 岐阜大学, 20H04241
• パーシステント・ホモロジーを用いたグローバル反応経路地図に対する記述子の開拓
  研究助成（一般）
  2020年10月 - 2022年09月
  小林正人; 寺本央; 青木雅充; 石橋卓
  量子化学探索研究所, 北海道大学, 研究代表者
• 大規模複雑電子構造系の遷移状態・電子励起状態計算法の確立と生体反応への応用
  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  2017年04月01日 - 2021年03月31日
  小林 正人; 赤間 知子
  本研究では、大規模計算法の分割統治(DC)法と複雑系電子状態計算法のHartree-Fock-Bogoliubov (HFB)法を土台として、大規模で複雑な電子構造を持つ系の遷移状態探索や電子励起状態を取り扱うための量子化学理論の確立を目的としている。
  本年度は、昨年度着手したDC-MP2電子相関計算に対するバッファ領域の自動決定法の開発を行った。電子相関は、電子状態の高精度な記述に欠かせないものである。また、バッファ領域はDC法の精度を決める重要なパラメータであるが、これまでは精度が適切な範囲となるように経験的に決められていた。昨年度、電子相関を含まない一電子近似の範囲で、これを自動的に決定する方法を確立したが、一電子近似計算は反復的な計算であり、徐々にバッファ領域を調節することが可能であった。しかし、MP2計算は一回で終わる計算であるため、計算中の調整ができないという難点がある。本研究では、Laplace変換MP2法というDC法とは異なるMP2計算の効率的計算法の表式にヒントを得て、一電子近似計算で決めたバッファ領域の各原子からのエネルギー寄与を概算し、適切なバッファ領域を決めるスキームを開発した。これについては、現在論文を執筆中である。本手法のエネルギー勾配（遷移状態構造最適化などに必要）は、以前代表者が開発したDC-MP2エネルギー勾配を直接用いることが可能であり、これを利用して昨年度達成した反応経路自動探索法との接続も可能である。また、現在、エネルギー勾配計算に対して適切なバッファ領域を自動決定する方法も検討している。
  一方、分担研究者の産休のため遅れていた電子励起状態を取り扱うための時間依存HFB (TD-HFB)法の検討を開始した。現在、理論の精査を進めており、プログラム開発にも着手する予定である。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 17K05738
• 化学反応における多元系のシナジー効果の評価と触媒反応への応用
  戦略的創造研究推進事業さきがけ
  2015年12月 - 2019年03月
  科学技術振興機構, 理論・実験・計算科学とデータ科学が連携・融合した先進的マテリアルズインフォマティクスのための基盤技術の構築, 北海道大学, 研究代表者
• 感応性化学種が持つ中間的な電子構造とその反応に関する理論的研究
  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
  2015年04月01日 - 2017年03月31日
  小林 正人
  本課題では、分散力・強い電子相関・環境効果などを介した「中間的な電子構造」が感応性化学種を支配する重要なキーワードであると捉え、精緻な量子化学計算により感応性化学種の構造と反応、物性を理解することを目的として研究を行った。
  本年度はまず、異常に長い結合長を持つ化合物DSAPの構造起源に関する研究を行った。DSAPはX線構造解析により177.1 pmのC-C結合長を持つ化合物である。この異常な結合長は単分子の性質だけから現れるものではなく、結晶のパッキング効果や、分子内および分子間に働く分散力のバランスによって実現されていることを理論・計算化学的観点から示した。具体的には、Grimmeの補正法により分散力を、ONIOM法や周期境界条件計算により環境効果を取り込んだ精緻な量子化学計算により、DSAPのユニットセル中に含まれる4種類の分子の構造を全て精度よく再現することに成功した。
  また、強い電子相関を記述するのに有効なHartree-Fock-Bogoliubov (HFB)法を大規模系に適用するため、DC法と組み合わせたDC-HFB法の開発と感応性化学種への応用を行った。代表的な感応性化学種に中間ジラジカル性を持つ分子があるが、これらの適切な構造計算には強い電子相関を考慮することが欠かせない。また強い電子相関を考慮できる大規模系計算法は、これまで確立されていない。本年度は、ポリフェノキノジメタンに対するDC-HFB計算により、本手法が系の大きさに対して線形の計算時間で強い電子相関の効果を有効的に記述できるものであることを示した。今後は、バッファ領域というDC法のパラメータを自動的に決定できるアダプティブDC-HFB法や、大規模強相関系の構造計算を可能とするDC-HFBエネルギー勾配法へと展開し、感応性化学種を中心に応用展開する予定である。
  日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, 15H00908
• 大規模強相関系のブラックボックス量子化学理論の確立と応用
  科学研究費助成事業 若手研究(B)
  2013年04月01日 - 2016年03月31日
  小林 正人
  本研究では，大規模系計算理論である分割統治(DC)法と電子対波動関数（ジェミナル）に基づく強相関系計算法のHartree-Fock-Bogoliubov (HFB)法を用いることにより，ブラックボックス，すなわち手法の名前だけで計算が可能な大規模系および強相関電子系の計算手法を開発した．具体的には，エネルギー誤差を一定以内に抑えることができるアダプティブなDC法の開発，HFB法に基づくエネルギー勾配法の開発，DC法とHFB法を融合したDC-HFB法の開発を行った．
  日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 25810011
• 分割統治(DC)大規模高精度計算法を活用した有機分子集合系の超構造と電子状態論
  平成23年度研究奨励金
  2011年04月 - 2012年03月
  新化学発展協会, 有機電子材料の集合体構造と電子特性の関係の計算科学的研究, 早稲田大学
• ジェミナルに基づく量子化学理論の確立とそのナノ磁性デバイス材料への応用
  科学研究費助成事業 若手研究(B)
  2010年 - 2012年
  小林 正人
  本研究では,現在広く用いられている一電子波動関数(オービタル)に基づく量子化学の枠組みを超え,二電子波動関数(ジェミナル)に基づく量子化学理論とプログラムの構築を行った.これにより,静的電子相関と呼ばれる効果が強くはたらく系の高精度量子化学計算を,ほぼパラメータなしで実行することを可能とした.さらに,大規模系計算理論のひとつである分割統治法を整備し,実在系の高精度量子化学計算が可能となった.
  日本学術振興会, 若手研究(B), 早稲田大学, 22750016
• 高速化量子ダイナミックス理論の開発
  科学研究費助成事業
  2006年 - 2009年
  中井 浩巳; 今村 穣; 小林 正人; 佐藤 健; 菊地 那明; 渥美 照夫; 菊池 那明; 今村 穣; 星野 稔; 山内 佑介
  本研究では,AIMD計算のボトルネックである電子状態理論計算の高速化,大規模化を目指した理論開発を行った。また,原子核の量子効果を考慮したダイナミックスについては,核・電子軌道(NOMO)法を発展させることにより研究を進めた。さらに実在系に対する様々な応用計算のため,エネルギー密度解析(EDA)を発展させ,計算結果の効果的な解析を行った。
  日本学術振興会, 特定領域研究, 早稲田大学, 18066016
• 大規模電子状態計算を用いた光合成アンテナ複合体に関する研究
  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
  2006年 - 2007年
  小林 正人
  光合成アンテナ系のようなタンパク質複合体の電子状態を精度良く表すためには、現在広く用いられている密度汎関数理論(DFT)では十分でないため、波動関数理論に基づいた電子相関を含む高精度な電子状態計算の高速化が必要不可欠である。報告者はこのニーズに応えるため、全系を部分系に分割して計算を行う分割統治(DC)法に注目し、これに基づく高速な2次Moller-Plesset摂動(MP2)計算法、DC-MP2法を開発してきた(J. Chem. Phys. 127, 074103)。これにより計算コストを系の大きさNに対してほぼ線形と、従来法のN^5に対して劇的に改善することに成功した。しかし、そのプレファクターは大きく、実際の計算のためにはこの改善が求められていた。そこで、Hartree-Fockと電子相関計算の両者で同程度の精度を保つために要求される部分系の環境(バッファ領域)の大きさが異なることを用い、このプレファクターを削減するdual-level DC-MP2法を開発した。さらに、DC法をMP2よりもさらに精度の高い結合クラスター(CC)法に適用したDC-CCSD法の理論およびプログラムを開発し、線形の計算時間を保ったまま高精度の計算手法に拡張することに成功した。
  MP2法やCCSD法によって、動的電子相関を定量的に取り扱うことはできるが、静的電子相関はほとんど取り入れることができない。これを効率よく取り入れることができ、大規模系への適用も期待される手法にAPSG法があるが、この手法は動的電子相関を取り入れることができなかった。申請者は、APSG波動関数に対して摂動的に動的相関を取り入れる手法を開発した。これにより、結合の解離などを伴う化学反応のエネルギー局面を定量的に再現することに成功した。
  日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 早稲田大学, 06J00448

• エリアデザイン提案システム、及びエリアデザイン提案方法
  特許権, 岡本 守; 竹本 享史; 内垣内; 洋; クラシエンアピバーン; タンティップ; シリナピグ; 中村 篤祥; 小林 正人; 水野 雄太; 寺本 央
  特願2023-555979, 2021年10月28日
  特許7670276, 2025年04月21日
• セリウム（ＩＩＩ）イオンと、該セリウム（ＩＩＩ）イオンと配位結合を形成する配位子と、を含む希土類錯体
  特許権, 北川 裕一; 富川 虎乃輔; 庄司 淳; 長谷川 靖哉; 伏見 公志; 赤間 知子; 小林 正人; 武次 徹也
  特願2022-35630, 2022年03月08日
  特開2023-130997, 2023年09月21日
• エネルギー取引支援装置及びエネルギー取引支援方法
  特許権, 岡本 守; 竹本 享史; 内垣内 洋; 古林 優希; 寺田 圭佑; 中村 篤祥; 寺本 央; 長山 雅晴; 水野 雄太; 小松▲崎▼ 民樹; 小林 正人, 国立大学法人北海道大学, 株式会社日立製作所
  特願2021-082895, 2021年05月17日
  特開2022-176451, 2022年11月30日
  202203013856597361