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Exploring relativistic quantum chemistry with 'quantum inspired' algorithms

用“量子启发”算法探索相对论量子化学

基本信息

批准号：
21K18933
负责人：
水上渉
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年発展の著しい量子情報の知見を導入・援用した量子「インスパイアード」アルゴリズムにより、相対論的量子化学のための電子状態理論の開発が本研究の目的である。研究方法としては、化学系の量子コンピューティングで使われる電子系から量子ビット系への変換を軸として、ニューラルネットワークの高い表現能力を利用したニューラルネットワーク量子状態(NQS)を使うことと、量子情報で使われるスタビライザー状態の利用という２つを軸として進めている。２年目である2022年度は、スタビライザー状態を生成・利用するためのクリフォード回路に関する研究をおこなった。クリフォード回路は、量子重ね合わせをもつ量子状態を生成するが、古典的に効率的にシミュレート可能な量子回路として知られている。まず、このクリフォード回路を最適化するための枠組みであるCAFQAと呼ばれる方法を実装した。粒子数保存などの対称性を利用した回路を利用し、その回路パラメータの離散最適化をおこなうことで、化学の問題により適したものを実装することを目指した。また、派生研究としてフェルミオン影像法という技術により、量子コンピュータ上の波動関数から効率的に高次のRDMを構築し、MRCIのような多参照理論に基づく量子化学計算を実効する方法も提案した。クリフォード回路の古典コンピュータ上での量子化学計算への応用については、クリフォード回路シミュレータと相対論的ハミルトニアンを用いたエネルギー計算の実装に現在取り組んでいるところである。

In recent years, the development of quantum information theory is the purpose of this study. The research method is to make use of quantum state (NQS) to make use of quantum information to make use of quantum state (NQS) to make use of quantum information to make use of quantum state. In 2022, the research on the status and utilization of the Internet was carried out. The quantum state of a quantum loop can be generated by quantum recombination. The quantum state of a quantum loop can be generated by classical recombination. The CAFQA and CAFQA methods are implemented in order to optimize the design of the circuit. The number of particles preserved in the system is proportional to the size of the system. A new method for the construction of high order RDM, MRCI and multi-reference theory based on quantum chemistry calculation is proposed. The classical quantum chemical calculation of the circuit is based on the theory of quantum chemistry. The calculation of quantum chemistry is based on the theory of quantum chemistry.