2020年度第1回計算科学フォーラム

Jaewoon Jung
（理化学研究所 開拓研究本部 杉田理論分子科学研究室）

「富岳上でのGENESISの高度化と新型コロナウイルス対策」

We have developed high performance molecular dynamics (MD) algorithm in the GENESIS software to perform atomistic molecular dynamics (MD) simulations on Fugaku. It includes the new algorithm of real-space non-bonded interactions maximizing the performance on Fugaku hardware and accurate temperature/pressure evaluations that allows a large time step. It extends the available size and time of MD simulations to answer unresolved questions of biomacromolecules in a living cell. The new methods are applied for the atomistic MD simulations of Spike protein on the surface of SARS-Cov-2 in solution. The spike protein of SARS-CoV-2 (S-protein) triggers the virus entry into a host cell. Extensive structural and functional studies on this protein have rapidly advanced our understanding of the S-protein structure at atomic resolutions, but most of structural studies overlook the effect of glycans on the conformational stability and functional motions. We perform all-atom molecular dynamics (MD) simulations of both Down and Up forms of a fully glycosylated S-protein in solution as well as targeted MD (TMD) simulations between them to elucidate key inter-domain interactions for stabilizing each form and inducing the large-scale conformational transitions. The residue-level interaction analysis of the simulation trajectories detects distinct amino-acid residues and N-glycans as determinants on conformational stability of each form.

発表資料（PDF : 5.89MB）

市村　強
（東京大学地震研究所 計算地球科学研究センター）

「高性能計算物理シミュレーションと人工知能の融合の試み
―地震シミュレーションを例に―」

地震問題の中には、対象が巨大かつ高分解能が求められるため大規模物理シミュレーションが必要となるものがある。本講演では、このような大規模物理シミュレーションを可能とするために開発を続けている高性能計算によるマトリクスソルバーを用いた非構造低次有限要素解析とそのシミュレーション能力をさらに高めることを目指した物理シミュレーションと人工知能の融合の試みについて、いくつかのスーパーコンピュータ上で実施した大規模地震シミュレーションとともに紹介する。

発表資料（PDF : 5.83MB）