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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 introduction of quantum information has been introduced into the quantum chemistry theory of quantum chemistry, which is based on the theory of quantum chemistry and phase theory. Research methods: the Department of Chemistry and the Department of Chemistry, the Department of Chemistry. The quantum situation makes it possible to make use of the information in the system to improve the performance of the system. For two years, in the year 2022, the status of the project was generated and used to study the loops. The quantum circuit, the quantum complex, the quantum state, the classical quantum circuit, the quantum loop, the quantum loop, the quantum circuit, the quantum circuit. This is the most efficient way to configure the loop. The CAFQA method is not installed. The number of particles is saved by using the loop to make use of it, the loop is used to maximize the number of particles, and the chemical problem is used to install the target. In the field of research and derivative research, the imaging method of imaging technology, the high-order RDM of the rate of wave motion on the quantum computer, the theory of multi-reference theory, the quantum chemistry calculation of quantum chemistry, and the method of quantum chemistry calculation are proposed. In this paper, the quantum chemical calculation method is used to calculate the quantum chemistry of the loop. in this paper, the quantum chemical calculation method is used to calculate the quantum chemistry of the circuit.