量子コンピューターで原子・分子の任意のエネルギー差を直接計算できる新規量子アルゴリズムを開発大阪市立大学

 大阪市立大学の研究グループは,量子コンピューターを用いて原子・分子の任意のエネルギー差を直接計算できる量子アルゴリズムを開発したと発表した。
 量子コンピューターを用いた量子化学計算では,エネルギー計算値の誤差に反比例して計算コストが増えるため,全エネルギーを小さな桁まで正確に求めることは非常に大変である。一方,量子化学計算で扱う問題のほとんどは分子の全エネルギーそのものではなく,エネルギー差を議論する。また,大きな分子や周期表で下のほうに現れる重原子が入った分子は大きな全エネルギーをもつが,電子励起エネルギーやイオン化エネルギーなど,化学で議論されるエネルギー差の大きさは分子サイズにあまり依存しないという特徴がある。同チームはこれらの背景をふまえ,全エネルギーではなくエネルギー差を量子コンピューターで直接計算することができれば,量子コンピューターを実際の化学研究や物質開発に役立てられる未来を創造できると考え,研究を進めていた。
 同グループは,量子位相推定アルゴリズムを応用し,エネルギー差を直接計算できる「量子位相差推定」アルゴリズムを開発した。今後,量子化学計算だけでなく様々な物理問題・数学問題へも応用が期待される。

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