我々は英国の研究グループと共同で大規模第一原理計算プログラムCONQUESTの開発を行ってきた。このプログラムはオーダーN法や独自の局在軌道法を用いることによって、通常の第一原理計算手法では扱えないような巨大系に対しても第一原理計算に基づいた電子状態解析、構造最適化、分子動力学(MD)を行うことが可能となっている。CONQUESTを用いた研究例として、半導体コアシェル型ナノワイヤに対する大規模第一原理計算による理論解析が図に示されている。現実のナノワイヤのサイズを持つ構造モデル（原子配置）に対する構造最適化計算により、コア領域のシリコンとシェル領域のゲルマニウムの格子定数の違いから生じるナノワイヤ内の歪み分布、さらにフェルミ準位付近の電子状態（キャリア）の分布などを定量的に明らかにすることに成功している。プログラムCONQUESTは2020年1月に寛容型オープンソースライセンスであるMITライセンスにより公開された。これにより、国内外の研究者がこのプログラムを無償で用いることが可能となっている。
また、我々のグループではCONQUESTによる大規模第一原理MDを表面、欠陥、非晶質構造などに適用している。これら複雑系の分子シミュレーションにおいて現れる様々な構造を理解し、その結果現れる物性との相関を明らかにすることが重要な研究課題となっている。我々は分子シミュレーションで現れる様々な局所構造を教師無しの機械学習にもとづいて解析する新しい手法を提案し、その有効性を示すことに成功した。シリコンのアモルファス構造を作成するためのMelt-Quench過程に対する解析が右図に示されている。現在、様々な物質群にこの手法を適用し、その有効性を調べている。今後、この手法をさらに発展させ、すぐれた機能を持つ物質をデザインしていくことを目指している。