論文の概要: Quantum Algorithm for Simulating Single-Molecule Electron Transport
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.09231v1
- Date: Wed, 16 Dec 2020 19:53:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-20 11:04:37.663194
- Title: Quantum Algorithm for Simulating Single-Molecule Electron Transport
- Title（参考訳）: 単一分子電子輸送をシミュレートする量子アルゴリズム
- Authors: Soran Jahangiri, Juan Miguel Arrazola, Alain Delgado
- Abstract要約: 単一分子接合による電子電流を効率的に計算する量子アルゴリズムを提案する。
分子の異なる電荷状態間のビブロニック遷移をシミュレートするためにプログラムされた量子コンピュータは、逐次電子移動率と電流を計算するのに使用できることを示す。
- 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: An accurate description of electron transport at a molecular level requires a
precise treatment of quantum effects. These effects play a crucial role in
determining the electron transport properties of single molecules, such as
current-voltage curves, which can be challenging to simulate classically. Here
we introduce a quantum algorithm to efficiently calculate the electronic
current through single-molecule junctions in the weak-coupling regime. We show
that a quantum computer programmed to simulate vibronic transitions between
different charge states of a molecule can be used to compute sequential
electron transfer rates and electric current. In the harmonic approximation,
the algorithm can be implemented using Gaussian boson sampling devices, which
are a near-term platform for photonic quantum computing. We apply the algorithm
to simulate the current and conductance of a magnesium porphine molecule. The
simulations demonstrate quantum effects that are manifested as discrete steps
in the current and conductance, in agreement with experimental and theoretical
data.
- Abstract（参考訳）: 分子レベルでの電子輸送の正確な記述は、量子効果の正確な処理を必要とする。
これらの効果は、電流電圧曲線のような単一分子の電子輸送特性を決定する上で重要な役割を果たしており、古典的にシミュレートすることは困難である。
ここでは、弱い結合状態における単一分子接合を通した電子電流を効率的に計算する量子アルゴリズムを提案する。
分子の異なる電荷状態間の振動遷移をシミュレートするためにプログラムされた量子コンピュータは、シーケンシャルな電子移動速度と電流を計算するのに使うことができる。
調和近似では、このアルゴリズムはフォトニック量子コンピューティングの短期的プラットフォームであるガウスボソンサンプリング装置を用いて実装することができる。
マグネシウムポルフィン分子の電流とコンダクタンスをシミュレートするアルゴリズムを適用した。
シミュレーションは、実験データや理論データと一致して、電流とコンダクタンスにおける離散的なステップとして表される量子効果を示す。
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