論文の概要: How will quantum computers provide an industrially relevant
computational advantage in quantum chemistry?
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.12472v1
- Date: Fri, 25 Sep 2020 23:21:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-01 00:23:38.079368
- Title: How will quantum computers provide an industrially relevant
computational advantage in quantum chemistry?
- Title（参考訳）: 量子コンピュータは、量子化学において、どのように産業的に関連する計算上の利点を提供するのか?
- Authors: V.E. Elfving, B.W. Broer, M. Webber, J. Gavartin, M.D. Halls, K. P.
Lorton, A. Bochevarov
- Abstract要約: 量子コンピュータに関する議論で見過ごされがちな量子化学研究の微妙な複雑さについて考察する。
数種類の分子の化学的精度で量子コンピュータ上で計算を行うのに必要な量子コンピュータ資源を推定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Numerous reports claim that quantum advantage, which should emerge as a
direct consequence of the advent of quantum computers, will herald a new era of
chemical research because it will enable scientists to perform the kinds of
quantum chemical simulations that have not been possible before. Such
simulations on quantum computers, promising a significantly greater accuracy
and speed, are projected to exert a great impact on the way we can probe
reality, predict the outcomes of chemical experiments, and even drive design of
drugs, catalysts, and materials. In this work we review the current status of
quantum hardware and algorithm theory and examine whether such popular claims
about quantum advantage are really going to be transformative. We go over
subtle complications of quantum chemical research that tend to be overlooked in
discussions involving quantum computers. We estimate quantum computer resources
that will be required for performing calculations on quantum computers with
chemical accuracy for several types of molecules. In particular, we directly
compare the resources and timings associated with classical and quantum
computers for the molecules H$_2$ for increasing basis set sizes, and Cr$_2$
for a variety of complete active spaces (CAS) within the scope of the CASCI and
CASSCF methods. The results obtained for the chromium dimer enable us to
estimate the size of the active space at which computations of non-dynamic
correlation on a quantum computer should take less time than analogous
computations on a classical computer. Using this result, we speculate on the
types of chemical applications for which the use of quantum computers would be
both beneficial and relevant to industrial applications in the short term.
- Abstract（参考訳）: 多くの報告は、量子コンピュータの出現の直接的な結果として生じるであろう量子優位は、科学者がこれまで不可能だった量子化学シミュレーションを行うことができるため、新しい化学研究の時代を告げるだろうと主張している。
このような量子コンピュータのシミュレーションは、はるかに高い精度と速度を約束しており、現実を探究し、化学実験の結果を予測し、薬物、触媒、物質の設計を推し進める方法に大きな影響を与えると予測されている。
本稿では,量子ハードウェアとアルゴリズム理論の現状を概観し,量子アドバンテージに関する一般的な主張が本当にトランスフォーメーションであるかどうかを考察する。
量子コンピュータに関する議論で見過ごされがちな量子化学研究の微妙な複雑さについて考察する。
数種類の分子の化学的精度で量子コンピュータ上で計算を行うのに必要な量子コンピュータ資源を推定する。
特に、古典的および量子的コンピュータに関連する資源と時間を直接比較して、基底集合の大きさを増加させるための分子 h$_2$ と casci と casscf 法の範囲内の様々な完全活性空間 (cas) に対する cr$_2$ を比較する。
chromium dimer で得られた結果は,量子コンピュータ上で非動的相関の計算を行うアクティブスペースのサイズを,古典コンピュータの類似計算よりも少ない時間で見積もることができる。
この結果を用いて, 量子コンピュータの利用が産業応用に有益であり, 短期的に有益である化学応用の種類を推算する。
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