【CCSで学ぶ】類家千怜さん

類家千怜（Chisato RUIKE）さん

筑波大学数理物質科学研究群　物理学学位プログラム　
原子核理論研究室博士前期課程１年

(内容は、2025年7月取材当時のものです。)

どんな研究をしていますか？

コンピュータで行う数値計算を用いて、原子核物理を理論的に研究しています。

皆さんの目の前にある物質を細かくしていくと、原子という単位に分けることができ、その中心部分を原子核と呼んでいます。原子核は、陽子と中性子という２種類の粒子（核子）からなっており、その核子の数が偶数のものは、奇数のものに比べて質量が重く、安定しているといった性質があります。

このような性質の原因としては、原子核の中身が超電導状態（原子核を構成する粒子同士がドロドロに溶けあっているような状態）になっている核種があるからと考えられています。

そのような原子核について、超電導の理論や密度汎関数法という計算方法を用いて研究しています。

私の研究は、物理の研究でイメージされるような実験ではなく、物理の理論式を計算できるプログラムを書き、それをコンピュータ上で計算するといった理論的なアプローチで行っています。

なぜこの研究をしよう（専攻に進もう）と思ったのですか？

大学に入ってから、高校では触れてこなかった量子力学の分野にハマりました。量子力学は目に見えないスケールの物理を理解するのになくてはならない学問です。もちろん原子核を理解するためにも必要になります。目に見えないスケールで起きていることを説明する方法があることに感動して、原子核物理について研究したいと思いました。

研究の楽しいところと大変なところを教えてください。

量子力学を扱っているということが一番楽しいことではありますが、その他にも分野を超えて様々な物理の知識や考え方が必要になる点も魅力的だと思っています。原子核物理以外の分野の人達とも会話ができるのがすごく楽しいです。

一方で、元々数学や物理は苦手科目だったため、まず数学的な考え方を習得することや、物理の知識を身に着けることに苦労しました。計算もコンピュータで行うので、プログラミング技術が必要になります。ほぼゼロからプログラミングを始めたので、今でも大変な部分はありますが、研究室の先生方から丁寧に指導していただいています。

高校時代はどんな勉強をしていましたか？

学校の教科書やワークを使って、基礎的な部分から隅々までしっかり理解できるように頑張りました。テストで良い点を取ることよりも、勉強を楽しむことを優先していたと思います。その結果、苦手科目も得意科目も成長しました。高校での勉強が忙しく、塾には通いませんでした。苦手科目は自分一人で克服するのが大変だったので、高校の先生に何度も質問して対策していました。また、第一志望であった筑波大の過去問は何年分も解いていました。

数学・物理が苦手だったことはどのように克服してきましたか？

物理学科は、数学や物理が得意な人が多いイメージはあるかと思います。実際、数学・物理のセンスが良い人が周りに多く、苦しい思いをした時期もありました。それを克服できたのは、「好き」という気持ちがあったからだと思います。続けていくうちに知識や概念は身についていきました。逆に、国語が得意だったことが、研究の課題設定をきちんと論理立てて理解する力に繋がっています。苦手なことでも、好きな気持ちさえあれば、大学に入って何回でも学び直すチャンスはあると思います。

研究室の雰囲気は？

私の研究室は理論研究を行っている中でも人とのつながりが強い方で、穏やかな人が多く、尊敬できる先生もたくさんいます。お昼休みには研究室のみんなでご飯を食べに行ったりしていますね。先生方はかなり忙しいとは思いますが、それでも学生の質問や議論のために時間を空けてくださり、手厚い指導をしてくださいます。

研究室ではどのように過ごしていますか？

研究室では人によって生活スタイルが違いますが、私の場合は、朝10時には研究室に来て、夜19時くらいには帰るというルールを自分の中で決めています。研究と一口に言っても、先行研究を読んで、自分が何をしたいか考えて、実際に手計算をして、それを数値計算にのせて、結果を考察して…といったようにいくつかの段階があります。そのため、内容としては日々違うことに取り組んでいます。研究室全体では、週１回の輪読ゼミや興味あるトピックスをスライドにまとめて発表するといったセミナーが開催され、研究の議論の場となっています。

高校生に向けてメッセージをお願いします。

周りの人と自分を比べて落ち込まずに、自分が好きな学問や趣味を自由に見つけていってほしいです。大学での勉強や研究は、高校の科目と比べて幅広く、さらに深くまで学ぶことができます。きっと自分の興味のあるテーマが見つかると思うので、まずはいろいろな人の話を聞くことで、自分の視野を広げてみてください！

（文・広報サポーター　野本実奈）

AI 時代における計算科学の社会実装を実現する学際ハブ拠点第3回シンポジウム

筑波大学計算科学研究センターは、文部科学省の令和5年度共同利用・共同研究システム形成事業「学際領域展開ハブ形成プログラム」において「AI 時代における計算科学の社会実装を実現する学際ハブ拠点」として採択されました。本事業では、スーパーコンピュータと計算科学手法を用いた問題解決において、産官学の連携による新たな需要の開拓と、企業における計算科学手法の導入の裾野を広げることを大きな目的としています。拠点としての活動の活性化と分野を跨いだ知の共有を目的として、シンポジウムを以下の通り開催致します。
皆様奮ってご参加ください。

学際ハブ拠点シンポジウム

日時：　2025年10月8日（水）10:00-16:10
場所：　つくば国際会議場大会議室102 / オンライン（Zoom）
参加登録：　参加登録フォーム　参加登録締切9月22日
＊参加登録をされた方にZoom URL等の情報をお送りします。
参加費：　無料 / ランチ 2,500円　
*参加者の交流を目的とした立食形式のネットワーキングランチを実施します。ランチ参加は任意となり、別途 2,500円（予定）を当日現金で申し受けます。お弁当など、飲食物のお持込みはできません。

プログラム：

10:00 – 10:05	開会のあいさつ　大谷　実（筑波大学計算科学研究センター・計算科学社会実装推進室長）
10:05 – 11:05	「グローバル開発情報学：AIによる都市インフラ施工・資源採掘におけるイノベーション創出」　松尾敬太（エクシオグループ株式会社土木事業本部、北海道大学大学院工学院）　北原　格（筑波大学計算科学研究センター）「画像解析とAIを利用したごみピット攪拌状況の最適化判定システム（もりやまエコパークでの取り組み）」　有馬孝彦（北海道大学大学院工学研究院）　山本晃康（エクシオグループ株式会社電気・環境・スマートエネルギー事業本部）
11:05 – 12:05	「オープンデータ統合による都市環境解析のための3Dモデル自動生成ツール」　藤原邦彦（竹中工務店技術研究所）「超水滴法を用いたドライミストモデルの開発」　浅野裕樹（筑波大学計算科学研究センター）
12:05 – 13:30	ネットワーキングランチ
13:30 – 14:00	ゲスト講演 “Fast, scalable and accurate real-space finite-element methods for ab initio material modelling in the exascale era” 　Phani Motamarri（Indian Institute of Science, India）
14:00 – 15:00	「物質科学におけるシミュレーション技術の社会実装に向けた取り組み」　大谷　実（筑波大学計算科学研究センター）「腐食現象の理解から社会実装へ　― 計算科学技術を活用した腐食WGのアプローチ ―」　五十嵐誉廣（日本原子力研究開発機構）
15:00 – 16:00	「企業の量子コンピュータ活用に向けた取り組み事例　-テーマ設計、プロジェクト組成、その先-」　渡辺　海（QunaSys）「計算化学の農産業への応用」　重田育照（筑波大学計算科学研究センター）
16:00 – 16:10	閉会のあいさつ　重田育照（筑波大学計算科学研究センター　センター長）

問い合わせ：pr[at]ccs.tsukuba.ac.jp　（[at]→@に変換ください）

『格子上の場の理論入門』出版

素粒子物理学研究部門の大野浩史助教が共著となった『格子上の場の理論入門』が森北出版より出版されました。

本書は、時空間を離散的な格子として場の量子論を取り扱う「格子上の場の理論」を、初歩から幅広く解説します。

詳しくはこちら（出版社のホームページ）をご覧ください。

以下のURLからは目次もご覧いただけます。

https://note.com/morikita/n/n96ffc4c45821?sub_rt=share_sb

塩川准教授が令和7年度筑波大学若手教員特別奨励賞を受賞

計算情報学研究部門の塩川

浩昭准教授が、令和4年度筑波大学若手教員特別奨励賞を受賞しました。塩川准教授が、令和7年度科学技術分野の文部科学大臣表彰

若手科学者賞を受賞した功績を称えたものです。

授賞式が7月17日に行われ、永田学長から筑波大学若手教員特別奨励賞の表彰楯が授与されました。

　　　　（左から永田学長、塩川准教授、遠藤副学長）

ブルガリア・日本イノベーションダイアログ開催（要事前登録）

学術・行政・産業分野のリーダーが集まるイノベーション対話イベント “Digital Synergies: Bulgaria–Japan Dialogue on Digital Twins, AI, Data Spaces & Urban Futures” を2日間にわたって開催します。

1日目
日時：2025年8月29日（金）13:00-18:30（日本時間）、7:00-12:30（東ヨーロッパ時間）
場所：筑波大学大学会館　国際会議室
使用言語：英語
2日目
日時：2025年8月30日（土）9:30-12:30（日本時間）
場所：大阪・関西万博ブルガリアパビリオン
使用言語：英語

都市型デジタルツイン、AI、ビッグデータ、スマートシティ分野における国際的な連携の可能性を探る2日間。基調講演、ライブデモ、専門家によるパネルディスカッション、交流会など、多彩な企画を通じて、コラボレーションとイノベーションの創出を目指します。レジリエントかつデータ主導の都市づくりに向けた議論に、ぜひご参加ください。

参加登録締切 ▶︎ 8月27日（金）
*ネットワーキングの参加登録は8月20日に締め切る予定です。
席数に限りがありますのでお早めに登録ください。（なお、30日参加ご希望の方は万博入場チケットをご自身でご用意ください）

対象者：ブルガリア、日本をはじめとする研究者、イノベーター、都市計画担当者、政策立案者、ビジネスリーダーの皆さま。

詳細は以下のページ（英語）をご覧ください。

https://www.ccs.tsukuba.ac.jp/gate-ccs-2025/

皆様のご参加をお待ちしています！

Digital Synergies: Bulgaria–Japan Dialogue on Digital Twins, AI, Data Spaces & Urban Futures

Join Us for an Exclusive Bulgaria–Japan Innovation Dialogue!

Date and Venue / Program Day1, Day2 / Registration

Outlines:

In the spirit of strengthened bilateral cooperation between Bulgaria and Japan, these two interconnected events convene leading voices from government, academia, and industry to explore shared opportunities at the intersection of Digital Twins, Artificial Intelligence, Big Data, and Data Spaces.

The events build upon the positive momentum of the Joint Statement on the Establishment of Strategic Partnership between the Republic of Bulgaria and Japan, signed on 20th May 2025 in Tokyo by President of Bulgaria Rumen Radev and Prime Minister of Japan Shigeru Ishiba. This high-level agreement highlights a mutual commitment to deepen digital cooperation and celebrates the strategic academic partnership between the GATE Institute (Bulgaria) and the Center for Computational Sciences (CCS), University of Tsukuba (Japan), as a key pillar of this vision.

Together, the two-day programme will strengthen institutional ties, promote co-creation, and advance collaborative agendas for sustainable, digital, and resilient urban futures.

Date and Venue

Day 1: 29 August 2025 | 13:00–18:30 JST, 7:00–12:30 EEST
International Conference Hall, University of Tsukuba
Day 2: 30 August 2025 | 9:30–12:30 JST
Bulgarian Pavilion, Expo 2025 Osaka

Program

Day1

“Digital Synergies: Bulgaria–Japan Dialogue on Digital Twins, AI, Data Spaces & Urban Futures”
A high-level academic and policy forum focused on technological cooperation in smart cities and digital innovation.
Language: English

Time (JST)	Activity	Details / Highlights	Person in Charge / Speaker
Chair: Dr. VITANOVA Lidia, GATE Institute
13:00 –13:05	Opening & Welcome	Introductory remarks by organisers and diplomatic representatives	Prof. OHNEDA Osamu, Vice President, the University of Tsukuba
			Prof. ILIEVA Sylvia, Director of the GATE Institute
			H. E. Ms. ARABADJIEVA Marieta, Ambassador of the Republic of Bulgaria to Japan
			Embassy of Japan in Bulgaria (TBA)
13:05 –13:20	Presentation	Introduction of the CCS and the University of Tsukuba	Prof. SHIGETA Yasuteru, Director of the Center for Computational Sciences (CCS), the University of Tsukuba
13:20 –13:35	Presentation	Introduction of the GATE Institute	Prof. PETROVA-ANTONOVA Dessislava, Lead of Future Cities Group, GATE Institute
13:35 –13:50	Presentation	Invest in Bulgaria	Ms. NENOVA Mila, Executive Director, Invest Bulgaria Agency
13:50 –14:05	Presentation	Bulgaria as a leading innovation hub in Europe	H. E. Ms. ARABADJIEVA Marieta, Ambassador of the Republic of Bulgaria to Japan
14:05 –14:20	Presentation	TBA	Ms. SOGAWA Yuka, Senior Deputy Director (Director of Project PLATEAU), International and Digital Policy Division, City Bureau, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, Japan
14:20 –14:35	Presentation	Bridging Japan and Bulgaria: Empowering Startups for Global Expansion — JETRO’s Role in Connecting Innovation Across Borders	Mr. KAWACHI Akira, Chief Director of JETRO Ibaraki
14:35 –14:50	Presentation	Driving Digital Transformation at Local Level in Bulgaria	Ms. DOCHEVA Yana, Team Lead “Strategic Development of Municipalities” National Association of Municipalities in the Republic of Bulgaria
14:50 –15:05	Presentation	Transformative Challenges for Tsukuba Super Science City	Prof. SUZUKI Kenji, Dean of the Institute of Systems and Information Engineering, University of Tsukuba Advisor, City of Tsukuba (online)
15:05 –15:15	Break
Chair: prof. DOAN Quang-Van, CCS, University of Tsukuba
15:15 –15:30	Presentation	Urban Digital Twins for a Sustainable Future	Prof. KOEVA Mila, Vice Dean Research, ITC Faculty Geo-Information Science and Earth Observation, University of Twente (online)
15:30 –15:45	Presentation	NTT DATA’s AI Strategy Toward the Realization of Agentic AI	Mr. MORI Koya, Senior Manager, NTT DATA Group Corporation
15:45 –16:00	Presentation	From Data to Trust: The Bulgaria–Japan Ecosystem Approach	Mr. KRUSTEFF Iskren, CEO, Scalator
16:00 –16:30	Live Demonstrations	Showcase of Digital Twins, AI, Data Spaces & Urban Futures Applications	Mr. SHIRINYAN Evgeny, Experienced Researcher, GATE Institute Prof. KAMEDA Yoshinari, CCS, University of Tsukuba
16:30 –16:50	Expert Panel Discussion	Synergising Academia, Government & Business for Digital Urban Futures	Prof. SHIGETA Yasuteru, Director of the Center for Computational Sciences (CCS), the University of Tsukuba  Prof. PETROVA-ANTONOVA Dessislava, Lead of Future Cities Group, GATE Institute Mr. KAWACHI Akira, Chief Director of JETRO Ibaraki TBA (expert 4)
16:50 –17:00	Closing Remarks & Summary	Key takeaways and next steps for collaboration	Prof. SHIGETA Yasuteru, Director of the Center for Computational Sciences (CCS), the University of Tsukuba  Prof. ILIEVA Sylvia, Director of the GATE Institute H. E. Ms. ARABADJIEVA Marieta, Ambassador of the Republic of Bulgaria to Japan
17:00 –18:30	Networking & Bilateral Dialogue Sessions	Structured networking and bilateral cooperation discussions	Organising Committees (GATE & CCS)

Organisers & Hosts

GATE Institute, Bulgaria
Center for Computational Sciences (CCS), University of Tsukuba, Japan
Embassy of the Republic of Bulgaria in Tokyo

Supporting organisations

Ministry of Education and Science, Bulgaria
Ministry of Innovation and Growth, Bulgaria
Ministry of Economy and Industry, Bulgaria
Japan External Trade Organization

Day2

“Academic Days of the GATE Institute”
Language: English

The Academic Days will spotlight the cutting-edge research and technological leadership of the GATE Institute, Bulgaria and the Center for Computational Sciences (CCS), Japan, showcasing their pivotal roles in shaping the future of AI, Data Spaces, Big Data and Urban Digital Twins. This dynamic event aims to catalyse cross-sector collaboration among academic, governmental, and industry stakeholders from Europe, Japan, and beyond.

Program Highlights:

Immersive Introductory Movie – Discover GATE’s core missions and innovation roadmaps
Interactive Exhibition and Discussion – GATE’s and CCS’s focus areas and highlights global collaboration, with emphasis on the strong Bulgarian-Japanese partnership
Visual show of the Bulgarian Pavilion

Time (JST)	Activity	Details / Highlights	Person in charge
09:30 – 11:30	Academic Day 2 session	The details for each session are shown below (total sessions: 8 sessions x 15 min)	All
6 min	Visual show	Visual show of the Bulgarian pavilion	Mr. Kostov, Manager of the Bulgarian pavilion Dr. Lidia Vitanova, GATE Institute
1 min	Welcome & Opening Remarks	Brief welcome and introduction	Prof. Dessislava Petrova-Antonova, GATE Institute
1 min	Welcome & Opening Remarks	Brief welcome and introduction	Prof. Shigeta Yasuteru, Director of the Center for Computational Sciences (CCS), the University of Tsukuba
3 min	Interactive Movie and Presentation	Interactive Movie and Introduction of the GATE Institute and the CCS, University of Tsukuba	Prof. Dessislava Petrova-Antonova, GATE Institute Dr. Lidia Vitanova, GATE Institute
4 min	Exhibition Walkthrough	Showcasing projects and activities between the GATE Institute and the CCS, University of Tsukuba	Rotation between: Prof. Shigeta, CCS Prof. Boku, CCS Prof. Dessislava Petrova-Antonova, GATE Institute Prof. Kusaka, CCS Prof. Doan, CCS Dr. Lidia Vitanova, GATE Institute
11:30 – 11:40	Photo Spot / Group Picture	Official group photo	All (Closed)
11:40 – 12:20	Networking (Lunch)	Networking at the round table 2F at the Bulgarian pavilion	All (Closed)
12:20 – 12:30	Closing & Next Steps	Summary of outcomes and invitation to follow-up engagements	All (Closed)

Registration

Please complete your participation registration via the link below.
Register by August 27 for online participation.
*Registration for Networking & Bilateral Dialogue Sessions will close on August 22.
*Registration is free, and the fee for the Networking & Bilateral Dialogue Sessions on August 29 will be ~~7,000 JPY~~ for non-students: 5,000 JPY, students: 3,000 JPY.
*Please prepare your own Expo admission ticket for participation on August 30.
>> Registration

17th symposium on Discovery, Fusion, Creation of New Knowledge by Multidisciplinary Computational Sciences: Program of Parallel sessions

CCS International Symposium 2025

Date and Venue / Program / Registration

Today, computational science is an indispensable research methodology in the basic and applied sciences and contributes significantly to the progress of a wide variety of scientific research fields. For multidisciplinary computational science based on the fusion of computational and computer sciences, frequent/regular opportunities for communication and collaboration are essential. The Center for Computational Sciences (CCS) at the University of Tsukuba aims to improve such collaborations between different research fields. In this symposium, plenary speakers in various fields of computational sciences will give us talks on research frontiers, comprehensible to researchers and graduate students in other fields. In 2010, the CCS was recognized under the Advanced Interdisciplinary Computational Science Collaboration Initiative (AISCI) by MEXT, and has since provided the use of its computational facilities to researchers nationwide as part of the Multidisciplinary Cooperative Research Program (MCRP).

Date and Venue

Dates: 6 Oct. [Mon] 14:00 -　7 Oct. [Tue] 17:00
Venue: Epochal Tsukuba International Congress Center “Hall 300”
*Zoom streaming will also be available, but no questions will be accepted online.

Program

Oct. 6 (Mon)
14:00 – 14:15	Welcome address
	Welcome address	SHIGETA Yasuteru	University of Tsukuba (Director of CCS)
14:15 – 14:45	Urban Climate Modeling in the Era of Supercomputing	Jiachuan YANG	Hong Kong University of Science and Technology
14:45 – 15:15	Journey of Leveraging Multiple Cameras in Computer Vision	SAITO Hideo	Keio University
15:15 – 15:45	Coffee Break / Group photo
15:45 – 16:15	Data Analysis for Neutron Star Matter and Anomaly Detection	FUKUSHIMA Kenji	The University of Tokyo
16:15 – 16:45	TBA
16:45 – 17:15	CCS Supercomputers: The Next Step	TATEBE Osamu	CCS, University of Tsukuba
17:30 – 19:30	Reception

Oct.7 (Tue)
9:30 – 10:00	Multi-dimensional radiation Hydrodynamic Simulations of massive star envelopes and tidal disruption events	Yan-Fei Jiang	Center for Computational of Astrophysics, Flatiron Institute
10:00 – 10:30	Rethinking Data Platforms: From Infrastructure Technology To Societal Applications	GODA Kazuo	The University of Tokyo
10:30 – 10:50	Coffee Break
10:50 – 11:20	Quantum chromo-dynamics in 4D spacetime with Julia: The JuliaQCD Project	NAGAI Yuki	The University of Tokyo
11:20 – 11:50	Integrative Discovery of EGFR and JAK Inhibitors	Thanyada Rungrotmongkol	Chulalongkorn University
11:50 – 13:20	Lunch Break
13:20 – 14:50	Poster Session
14:50 – 15:20	Symbiont genomes from a single eukaryotic cell shed light on microbial dark matter	NAKAYAMA Takuro	CCS, University of Tsukuba
15:20 – 15:50	Fast, scalable and accurate real-space finite-element methods for ab initio material modelling in the exascale era	Phani Motamarri	Indian Institute of Science
15:50 – 16:00	Closing

Registration

The registration form will open in August.

Please complete your participation registration via the link below. The registration deadline is September 22.
https://forms.gle/3oDXfiNbjFfEPnv98
(Registration is free, and the reception fee will be 7,000 JPY. )

Organizing Committee

AKIYAMA Shinichiro
HENGPHASATPORN Kowit
KAMEDA Yoshinari
KUSAKA Hiroyuki
MAESHIMA Nobuya
NAKATSUKASA Takashi
NAKAYAMA Takuro
OHSUGA Ken
SAVONG Bou
TSUJI Miwako

Advisory member:
SHIGETA Yasuteru

Contact: ccssympo2025[at]ccs.tsukuba.ac.jp

第17回「学際計算科学による新たな知の発見・統合・創出」シンポジウム（要事前登録）

CCS International Symposium 2025

開催案内 [ →english]

主催	筑波大学計算科学研究センター
日時	2025年10月6日（月）、7日（火） 14:00～17:00
会場	つくば国際会議場　中ホール300 （オンライン配信あり *オンラインからの質疑を受け付ける予定はありません）
懇親会	10月6日（月）17:30〜　リストランテTSUMU
参加費	シンポジウム　参加無料、懇親会　7,000円(予定）
参加登録	要事前登録（2025年9月22日締切）
問い合わせ	シンポジウム問い合わせ窓口 ccssympo2025[at]ccs.tsukuba.ac.jp スパム防止のためアットマークを[at]と表示しています。送信の際は[at]はアットマークに置き換えていただくようお願いいたします。

＊　本シンポジウムは全て英語で行います。

プログラムおよび詳細については、こちらの英語ページをご覧ください。

研究トピックス「使い方は無限大？！～AIGCの医療応用～」を公開

計算科学研究センター（CCS）に所属する教員・研究員の研究をわかりやすく紹介する「研究者に聞くー研究トピックス」に「vol.20 使い方は無限大？！～AIGCの医療応用～」を公開しました。

「研究者に聞くー研究トピックス」

計算情報学研究部門計算メディア分野の謝淳助教の研究を紹介しています。

「使い方は無限大？！～AIGCの医療応用～」

使い方は無限大？！　～AIGCの医療応用～

謝淳助教

計算情報学研究部門計算メディア分野

謝先生は、計算情報学研究部門計算メディア分野の研究者です。好奇心旺盛な謝先生は、出てきたばかりのAIGC（AI-Generated Content）の技術をいち早く自身の研究に取り入れました。この記事では、謝先生の見据えているAIGCの応用可能性について紹介します。

（2025.7.9 公開）

AIGCとの出会い

近年、急速な発展を遂げたAIGC。皆さんは使ってみましたか？　AIGCとはAI-Generated Contentの略で、AIによるコンテンツ生成技術のことです。有名なChatGPTもAIによるテキストコンテンツ生成技術なので、AIGCの一種ということになります。AIGCが誕生したのは2010年代後半で、当初はテキストからテキスト、画像から画像を生成することしかできませんでした。数年前にようやく、テキストから画像を生成できるようになりました。

実は、謝先生もAIGCユーザーのひとりです。日常生活から仕事まで、様々なことにAIGCを取り入れています。ある日、試しにAIGCでレントゲン画像を作ってみたとところ、本物そっくりの画像ができてたいそう驚いたといいます。この瞬間、謝先生は自身の研究テーマにもAIGCを活かせると確信しました。

図1：本物のレントゲン画像（左）とAIGCで作成したレントゲン画像（右）。素人から見れば、左右の画像のどちらが本物か、区別がつかない。（出典：Chambon, C. Bluethgen, C. P. Langlotz, and A. Chaudhari, Adapting Pretrained Vision-Language Foundational Models to Medical Imaging Domains. 2022.）

謝先生は、もともと画像処理技術を医療分野へ応用する研究を行っていました。これまでのテーマとしては、次のようなものがあります。

レントゲン画像に写っている点が身体の中のどの点に対応するのか？　この対応付けを自動で行うにはどうしたら良いか？
腹腔鏡手術では、お腹にいくつか小さな穴をあけ、そこから細いカメラや手術器具を入れ、カメラが映し出す映像をモニターで見ながら手術を行う。モニター越しではカメラや手術器具の先端がどこにあるのか分かりにくいので、体の表面に内臓の映像を投影し、手術をやりやすくできないだろうか？

この２つの問いを解くカギとなるのは、様々な角度から撮影した画像です。ところが、実際の医療現場では、数方向からしか画像が撮影されていないことがほとんどです。AIGCを使用して様々な角度から撮影したような画像を生成すれば、この問題を解決できる可能性があります。

図2：例1（上）と例2（下）のイメージ

AIGCの応用可能性

AIGCを用いて画像を生成することで、解決できる課題は他にもあります。課題のひとつとして、医療系の学習教材を充実させることが挙げられます。例えば、男性の乳がんなど、珍しい症例に関するデータは、そもそも母数が少ないので画像データを集めることが困難です。また、よくある症例だとしても、個人情報の扱いや研究倫理の審査など超えなくてはいけない壁がいくつもあり、データを公開できないことが多々あります。そうした場合に、AIGCを用いて個人情報の含まれない仮想の患者のカルテを作成し、教材用のコンテンツとして利用しようという試みがあります。

また、次のような応用も考えられます。病院でよく行われるレントゲンとCTは、X線を使った検査です。レントゲンが一方向からの写真であるのに対し、CTはX線を様々な角度で当てて連続的に撮影し、コンピュータで立体的に構築したものです。つまり、レントゲンは2次元データ、CTは3次元データということになります。CT画像を構成する画像のうちある一方向からの画像を取り出せば、レントゲン画像に変換することができます。この操作に必要なのは数学的な処理だけなので、機械に任せることができます。一方、一枚のレントゲン画像からCT画像へ変換するためには、不足している方向のレントゲン画像を補わなければなりません。経験豊富な医師であれば、不足している情報を経験で補い、さまざまな判断を行えます。この“経験”を先見知識として学習させることができれば、自動でレントゲン写真からCT画像への変換ができるようになるかもしれません。実現はもう間近。ご期待あれ！

図3：AIGCによりレントゲン画像から自動で生成されたCT画像

（文・広報サポーター　松山理歩）

Beyond the Crystal: Capturing Loop Flexibility in PRRSV Drug Design

A structure-based approach reveals baicalin as a promising repurposed entry inhibitor.
Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) continues to devastate the global swine industry, yet the structural basis of how small molecules block its entry into host cells remains unclear. Researchers at University of Tsukuba and Mahidol University developed a refined model of the PRRSV receptor domain CD163-SRCR5 using state-of-the-art computational approaches, offering new avenues for rational drug design.

Tsukuba, Japan—While traditional drug discovery often relies on static crystal structures, many biologically important proteins, including the scavenger receptor CD163-SRCR5, contain flexible loop regions poorly captured by crystallography. These loops are critical for recognizing ligands and viral proteins, making them challenging yet attractive drug targets. In this study, researchers used molecular dynamics (MD) simulations, ensemble docking, and fragment molecular orbital calculations to generate a dynamic, physiologically relevant structural model of the CD163-SRCR5 domain.

The MD-refined model, designated p5-343, revealed a novel groove-like pocket not visible in the crystal structure, enabling more accurate prediction of small-molecule binding. The team conducted virtual screening of a repurposing compound library and identified baicalin, a flavonoid with known antiviral properties, as the top candidate. Baicalin showed stable binding and favorable energetics, consistent with previous experimental reports.

This flexible-receptor docking framework is not limited to PRRSV. It can be broadly applied to other therapeutically relevant systems with intrinsically disordered regions or loop-dominated binding interfaces, such as viral proteins, membrane receptors, and host-pathogen complexes. These findings offer a powerful computational solution for structure-based drug discovery beyond conventional targets.

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This research was supported by JSPS KAKENHI Grant Numbers 21H05269 and 24K20888, the JST-CREST project (Grant Number JPMJCR20B3), and the Faculty of Science, Mahidol University.　

Original Paper

Title of original paper:

Mechanistic Insights into PRRSV Inhibition through CD163-SRCR5 Blockade by PRRSV/CD163-IN‑1

Journal: The Journal of Physical Chemistry Letters

DOI: 10.1021/acs.jpclett.5c01528

Correspondence

Assistant Professor HENGPHASATPORN Kowit
Professor SHIGETA Yasuteru
Center for Computational Sciences, University of Tsukuba

量子HPCセミナー　「量子HPCハイブリッドコンピューティングとその実現に向けたソフトウェア開発」

筑波大学における量子HPC関連研究の促進を目的として以下のとおりセミナーを実施します。

日時：2025年7月9日（水）10:00-11:00

場所：筑波大学計算科学研究センター　国際ワークショップ室

参加登録：https://forms.gle/4Ui93zRjpTUMgnaKA （Googleフォーム）

講演タイトル：量子HPCハイブリッドコンピューティングとその実現に向けたソフトウェア開発

講演者：辻美和子教授（筑波大学計算科学研究センター　高性能計算システム研究部門）

要旨：量子コンピュータはこれまでのコンピュータとは異なる原理で動作するコンピュータで、これまでは解けなかった問題が解けるようになることが期待されています。スーパーコンピュータは、シミュレーションやAIにより卓越した研究成果の創出や産業競争力の強化、社会的課題の解決などが期待されています。量子HPCハイブリッドコンピューティングはこれらの異なる計算機を組み合わせて計算可能領域を拡大するとともに、開発段階にある量子コンピュータの進化を促進することが期待されます。
本講演では、富岳をはじめとするスーパーコンピュータと量子コンピュータを連携させる量子HPC連携プラットフォームの概要とこれを実現するためのソフトウエアについて紹介します。

151st Colloquium of the Center for Computational Sciences

151st Colloquium

Presenter: Prof. Dmitri G. Fedorov, AIST

Date: 6/24 (10:30-11:45)

Venue: Workshop room, CCS
Language: English

Title: The fragment molecular orbital (FMO) method for large scale quantum-chemical simulations of biochemical and inorganic materials
Abstract: The FMO method is based on dividing a molecular system into fragments and performing QM calculations of fragments. Using a many-body expansion, highly accurate QM calculations of large systems can be performed. In addition, FMO delivers interaction energies between fragments, which can be used to pinpoint hotspots that determine binding, for example, amino acid residues in a protein binding a ligand. Inorganic applications include sold state catalysis on zeolites and what graphene nano materials.

Reference: D. G. Fedorov, J. Comp. Chem. 46 (2025) e70128.

Coordinator: Kowit Hengphasatporn

(*This article was published after the colloquium. We apologize for any inconvenience.)

第151回計算科学コロキウムを、6月24日（火）10:30より開催しました

（＊本記事は担当者体調不良のためコロキウム開催後に掲載しております。ご不便をお詫びいたします）

第151回計算科学コロキウムを開催いたします。多数のご来聴をお待ちしております。

講演者: Prof. Dmitri G. Fedorov, AIST

日時: 6/24 (10:30-11:45)

場所: Workshop room, CCS
言語: English

タイトル: The fragment molecular orbital (FMO) method for large scale quantum-chemical simulations of biochemical and inorganic materials

要旨: The FMO method is based on dividing a molecular system into fragments and performing QM calculations of fragments. Using a many-body expansion, highly accurate QM calculations of large systems can be performed. In addition, FMO delivers interaction energies between fragments, which can be used to pinpoint hotspots that determine binding, for example, amino acid residues in a protein binding a ligand. Inorganic applications include sold state catalysis on zeolites and what graphene nano materials.

Reference: D. G. Fedorov, J. Comp. Chem. 46 (2025) e70128.

世話人: Kowit Hengphasatporn

新たな原子系「多価ミュオンイオン」の観測に成功 ―宇宙観測検出器が捉えるエキゾチック原子の世界―

2025年6月19日
東京都公立大学法人東京都立大学
国立研究開発法人理化学研究所
国立大学法人東北大学
大学共同利用機関法人　高エネルギー加速器研究機構
量子場計測システム国際拠点（WPI-QUP）
大学共同利用機関法人　自然科学研究機構核融合科学研究所
学校法人立教学院
学校法人中部大学
国立大学法人東京大学
国立大学法人筑波大学
J-PARCセンター

概要

東京都立大学大学院理学研究科化学専攻の奥村拓馬准教授、理化学研究所開拓研究所の東俊行主任研究員（高エネルギー加速器研究機構量子場計測システム国際拠点特任教授）、同開拓研究所の橋本直理研ECL研究チームリーダー（仁科加速器科学研究センター理研ECL研究チームリーダー）、高エネルギー加速器研究機構量子場計測システム国際拠点の早川亮大研究員、同物質構造科学研究所の下村浩一郎特別教授、自然科学研究機構核融合科学研究所研究部プラズマ量子プロセスユニットの加藤太治教授、東北大学大学院理学研究科化学専攻の木野康志教授、同研究科天文学専攻の野田博文准教授、立教大学理学部物理学科の山田真也准教授、中部大学の岡田信二教授、外山裕一特任助教、東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構の高橋忠幸特任教授、筑波大学計算科学研究センターのTong Xiao-Min 准教授らによる研究グループは、最先端のX線検出器である「超伝導転移端センサーマイクロカロリメータ（Transition-Edge Sensor: TES）」（注1）を駆使し、新たなエキゾチック原子（注2）系「多価ミュオンイオン」の観測に成功しました。多価ミュオンイオンは、1つの原子核が少数の電子と負電荷を帯びた素粒子「負ミュオン」（注3）を同時に束縛した原子系です。これまで理論的には存在が予測されていましたが、実験的に直接観測されたのは今回が初めてです。多価ミュオンイオンは、正電荷をもつ原子核が異種の負電荷をもつ粒子を同時に束縛するという、他に類のないユニークな系であり、新たな量子少数多体系（注4）としての関心に加え、負ミュオンと原子・分子の相互作用を探る新たなプローブとしての可能性も秘めています。　本研究は、科学雑誌『Physical Review Letters』のEditors’ Suggestionに選ばれ、オンライン版（6月16日付）に掲載されました。

図１：本研究で観測した多価ミュオンイオン（μAr16+, μAr15+, μAr14+）の模式図。μAr16+, μAr15+, μAr14+は、負ミュオンに加えて電子をそれぞれ１, 2または3個束縛している。

プレスリリース全文はこちら

論文情報

タイトル：Few-electron highly charged muonic Ar atoms verified by electronic K x rays

著者：Okumura, T. Azuma, D. A. Bennett, W. B. Doriese, M. S. Durkin, J. W. Fowler, J. D. Gard, T.　Hashimoto, R. Hayakawa, Y. Ichinohe, P. Indelicato, T. Isobe, S. Kanda, D. Kato, M. Katsuragawa, N. Kawamura, Y. Kino, N. Kominato, Y. Miyake, K. M. Morgan, H. Noda, G. C. O’Neil, S. Okada, K. Okutsu, N. Paul, C. D. Reintsema, T. Sato, D. R. Schmidt, K. Shimomura, P. Strasser, D. S. Swetz, T. Takahashi, S. Takeda, S. Takeshita, M. Tampo, H. Tatsuno, K. Tőkési, X. M. Tong, Y. Toyama, J. N. Ullom, S. Watanabe, S. Yamada, and T. Yamashita

雑誌名：Physical Review Letters

DOI：10.1103/PhysRevLett.134.243001.

GATE-CCS international seminar

ブルガリアGATE研究所との共同研究協力の一環として、以下の日程でセミナーを開催いたします。

日時：2025年6月25日　日本時間16:00-17:00

場所：オンライン

講演者：Prof. Dessislava Petrova-Antonova (GATE)

タイトル： Urban Digital Twins and Data Spaces: Shaping the Future of Sustainable Cities

要旨：Urban Digital Twins (UDTs) and Data Spaces have emerged as game-changing paradigms, facilitating the planning and development of sustainable cities. The presentation will take the audience on a journey into the future of cities, where UDTs are central to creating smarter, more resilient, and environmentally conscious urban solutions. It will showcase the synergy between UDTs and Data Spaces and their transformative potential to address pressing urban challenges and enable new business products and services. From reducing air pollution and fostering eco-friendly environments to mitigating climate change impacts and designing efficient, accessible, and sustainable mobility systems, the presentation will highlight how cities and communities can be reshaped for a better tomorrow.

GATE-CCS international seminar

We will hold an internal Lab2Lab seminar between the GATE Institute and the Center for Computational Sciences (CCS).

Date: 25th, June 2025

Time: 10:00–11:00 (EET), 16:00–17:00 (JST)

Venue: online

Schedule:

1. Open remarks, Dr. Doan and Dr. Vitanova (5 min)

2. Presentation (25 min):

Presenter (GATE): Prof. Dessislava Petrova-Antonova

Topic: Urban Digital Twins and Data Spaces: Shaping the Future of Sustainable Cities

Urban Digital Twins (UDTs) and Data Spaces have emerged as game-changing paradigms, facilitating the planning and development of sustainable cities. The presentation will take the audience on a journey into the future of cities, where UDTs are central to creating smarter, more resilient, and environmentally conscious urban solutions. It will showcase the synergy between UDTs and Data Spaces and their transformative potential to address pressing urban challenges and enable new business products and services. From reducing air pollution and fostering eco-friendly environments to mitigating climate change impacts and designing efficient, accessible, and sustainable mobility systems, the presentation will highlight how cities and communities can be reshaped for a better tomorrow.

3. Q&A (30 min)

【受賞】朝比奈助教らがHPCIソフトウェア賞奨励賞を受賞

計算科学研究センターに在籍していた研究者らが中心となって開発した一般相対論的輻射磁気流体シミュレーションコード「UWABAMI+INAZUMA」がHPCIソフトウェア賞奨励賞を受賞し、令和7年5月30日（金）に授賞式が行われました。

この賞は、一般社団法人HPCIコンソーシアム（https://www.hpci-office.jp/）が、大規模計算などの計算科学分野の発展に貢献したソフトウェアのうち特に有益と認められたソフトウェアの開発者・団体、あるいは普及に貢献した者・団体を奨励することを目的に設立したものです。

本賞は開発者の中でも40歳以下の若手が対象となるもので、センターからは朝比奈雄太助教（現：東北大／応募時はCCS）が受賞しました。

関連リンク　https://hpci-c.jp/hrdevelop/award.html　

[ウェブリリース]シャペロン内における化学的性質の多様性が基質タンパク質の安定化に重要である

2025年6月16日
筑波大学計算科学研究センター

概要

シャペロンは、基質となるタンパク質の折りたたみを補助する生体分子です。これまで、シャペロンが基質タンパク質をその内部空間に「閉じ込める」ことが、折りたたみを補助するメカニズムとして注目されてきました。一方、シャペロン内の化学的性質や親水性についても重要性が示唆されてきましたが、定量的な評価は行われてきませんでした。そこで本研究では、シャペロンの内の多様な化学的性質を再現した構造モデルと単一の化学的性質からなるコントロールモデルを作成し、内部における基質タンパク質の安定性を比較しました。その結果、化学的性質を再現したモデルが最も内部のタンパク質を安定化させたことから、シャペロン内の化学的多様性が折りたたみを補助するうえで重要な役割を果たすことがわかりました。

研究内容と成果

はじめに、シャペロンの立体構造を解析し、内径と化学的性質を調査しました。シャペロンの構造情報と我々の研究グループがこれまでに発表したプログラム^※1基づき、シャペロンの内径と化学的性質を反映させた CEMM (Chaperonin Environment-Mimicking Model）と呼ばれる球状のモデルを作成しました。また、化学的な多様性を持たないコントロールとして、単純な親水性、疎水性のモデルも作成しました。次に、折りたたまれた立体構造が決定されているタンパク質について、分子動力学（MD）シミュレーション^※2により、上記のモデル内部における立体構造を調査しました。その結果、単純なモデルと比較して、CEMMはタンパク質の正しく折りたたまれた構造を最も安定化させていました。このことから、シャペロン内の化学的性質も構造安定化に重要であることが明らかになりました。さらに、各モデル内部のタンパク質構造を詳細に解析したところ、CEMMが反映する化学的性質の多様性により、基質タンパク質との過剰な相互作用が抑制され、天然構造が安定化していることがわかりました。以上の結果から、シャペロン内の化学的多様性が基質タンパク質との適切な相互作用バランスを担保し、その構造安定化に寄与していると考えられます。

今後の展開

本研究の成果は、シャペロンがタンパク質の折りたたみを補助する仕組みについて、従来までの「親水性が機能発現の要因である」という考え方に対し、「多様な化学性質こそが構造安定化の鍵である」という新たな視点を提示するものです。今回は小型の基質タンパク質を対象としましたが、今後はより大きく複雑なタンパク質系への適用を通じて、シャペロン機能における化学的多様性の重要性を、より定量的かつ一般的に評価していく予定です。さらに、CEMMはシャペロン内部環境を低コストで再現可能な計算モデルであるため、今後は折りたたみ不全による病原性変異の予測や、環境における安定なタンパク質設計など、実用的な応用研究に発展することが期待されます。

本研究で使用した新規モデル（CEMM）とコントロールモデル（Non-PolarおよびPolar）

用語解説

筑波大学計算科学研究センター Web リリース (2024年10月4日)：生体内の特殊な環境を計算科学的に再現するプログラムを開発
分子動力学計算：コンピューター上でタンパク質の「ダイナミクス」をシミュレーションする手法。生体分子を構成する原子に作用する相互作用をもとに運動方程式を数値的に解くことで、そのダイナミクスを高い時空間分解能で追跡可能。

研究資金

本研究は、科研費による研究プロジェクト（JP22J0421、JP23K16989、23H04879、23H02427、JP21K06094）の一環として実施されました。また、本研究成果は筑波大学計算科学研究センターの学際共同利用プログラム Pegasus、Cygnus（プロジェクトコード：LSC、MOBIO、BIOSIM）を利用して得られたものです。

掲載論文情報

【題　名】 Investigation of Chemical Properties within Chaperonins in Stabilizing Substrate Protein Conformations Using Biomolecular Environment-Mimicking Model

【著者名】 Yasuda. T^1,2., Yoshino. O³., Shigeta. Y⁴., Harada. R⁴.

理工情報生命学術院生命地球科学研究群生物学学位プログラム博士後期課程（投稿時）
日本学術振興会特別研究員（投稿時）
理工情報生命学術院生命地球科学研究群生物学学位プログラム博士前期課程（投稿時）
計算科学研究センター

【掲載誌】 The Journal of Physical Chemistry Letters

【掲載日】 2025年6月14日

【DOI】 10.1021/acs.jpclett.5c00855

[ウェブリリース]次期ユニファイドメモリ型スーパーコンピューターの導入を発表

2025年6月12日
筑波大学計算科学研究センター

ポイント

倍精度浮動小数点の理論ピーク演算性能は11.9 PFlops
AMD Instinct MI300A APUによりCPUとGPUがHBM3にキャッシュコヒーレントでアクセス可能
CPUとGPU間のメモリ転送が不要になり、演算効率が向上
計算ノードに512 GiBの大容量メモリを搭載し、大規模アプリケーション、大規模言語モデルの実行をサポート

概要

筑波大学計算科学研究センターは、本日NEC製の新型ユニファイドメモリ型スーパーコンピュータを導入することを発表します。

新型スーパーコンピュータは計算ノードにAMD Instinct MI300A APUを4基搭載し、400Gbps InfiniBand NDR 4本で接続されます。MI300A APUでは、CDNA 3 GPU、24コアEPYC Zen 4 CPU、128GiB HBM3 が同一パッケージに搭載されます。GPUは14,592ストリームプロセッサ、912マトリックスコア、228演算ユニットをもち、倍精度マトリックス(FP64)ピーク性能は122.6TFlopsになります。CPUは3.7GHz、24コアであり、倍精度浮動小数点の理論ピーク演算性能は1.42 TFlopsになります。HBM3は広帯域メモリでピークバンド幅は5.3 TB/sです。

新型ユニファイドメモリ型スーパーコンピュータは24台の計算ノードで構成され、全体での倍精度浮動小数点の理論ピーク演算性能は11.905 PFlopsです。

ユニファイドメモリ型スーパーコンピュータでは、CPUとGPUがHBM3にキャッシュコヒーレントでアクセス可能で、CPUとGPU間のメモリ転送が不要です。これにより、飛躍的な演算効率の向上が期待されるだけではなく、GPUによる最適化のコストが大幅に低下します。計算ノードでは 512 GiBの大容量メモリを搭載し、大規模アプリケーション、大規模言語モデルを効率的な実行をサポートします。
既設Pegasusスーパーコンピュータとも200Gbps InfiniBand HDRで相互接続し、一体的な運用を行います。本システムの導入は2026年2月28日を予定しています。

諸元

全体

理論総演算性能	11.905 PFlops
計算ノード数	24
相互結合網	InfiniBand NDRによるフルバイセクションネットワーク
並列ファイルシステム	5.2PB DDN EXAScaler (100 GB/s)

計算ノード

APU	AMD Instinct MI300A x 4
SSD	3.84TB PCIe Gen5 NVMe SSD x 4
ネットワーク	InfiniBand NDR (400Gbps) x 4

アーカイブ

学際ハブ拠点シンポジウム

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Outlines:

Date and Venue

Program

Day1

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Day2

Registration

CCS International Symposium 2025

Date and Venue

Program

Registration

Organizing Committee

CCS International Symposium 2025

開催案内 [ →english]

AIGCとの出会い

AIGCの応用可能性

Original Paper

151st Colloquium

概要

論文情報

概要

研究内容と成果

今後の展開

用語解説

研究資金

掲載論文情報

ポイント

概要

諸元