論文の概要: Estimating Phosphorescent Emission Energies in Ir(III) Complexes using
Large-Scale Quantum Computing Simulations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.04169v2
- Date: Sun, 14 Nov 2021 21:38:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 22:24:59.512306
- Title: Estimating Phosphorescent Emission Energies in Ir(III) Complexes using
Large-Scale Quantum Computing Simulations
- Title（参考訳）: 大規模量子計算シミュレーションによるir(iii)錯体の蛍光発光エネルギーの推定
- Authors: Scott N. Genin, Ilya G. Ryabinkin, Nathan R. Paisley, Sarah O. Whelan,
Michael G. Helander, and Zachary M. Hudson
- Abstract要約: 9個のイリジウム錯体の遷移エネルギーの計算に、古典的ハードウェアに反復的クビット結合クラスタ(iQCC)法を適用した。
我々のシミュレーションでは、72個の完全連結かつ誤り訂正された論理量子ビットを持つゲートベースの量子コンピュータが必要である。
iQCC量子法は、微調整DFT関数の精度と一致し、ピアソン相関係数が良く、体系的な改善の可能性がまだ高い。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum chemistry simulations that accurately predict the properties of
materials are among the most highly anticipated applications of quantum
computing. It is widely believed that simulations running on quantum computers
will allow for higher accuracy, but there has not yet been a convincing
demonstration that quantum methods are competitive with existing classical
methods at scale. Here we apply the iterative qubit coupled cluster (iQCC)
method on classical hardware to the calculation of the $T_1 \to S_0$ transition
energies in nine phosphorescent iridium complexes, to determine if quantum
simulations have any advantage over traditional computing methods.
Phosphorescent iridium complexes are integral to the widespread
commercialization of organic light-emitting diode (OLED) technology, yet
accurate computational prediction of their emission energies remains a
challenge. Our simulations would require a gate-based quantum computer with a
minimum of 72 fully-connected and error-corrected logical qubits. Since such
devices do not yet exist, we demonstrate the iQCC quantum method using a
special purpose quantum simulator on classical hardware. The results are
compared to a selection of common density-functional theory (DFT) functionals
(B3LYP, CAM-B3LYP, LC-wHPBE), ab initio methods (HF and MP2), and experimental
data. The iQCC quantum method is found to match the accuracy of the fine-tuned
DFT functionals, has a better Pearson correlation coefficient, and still has
considerable potential for systematic improvement. Based on these results, we
anticipate that the iQCC quantum method will have the required accuracy to
design organometallic complexes when deployed on emerging quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 物質の特性を正確に予測する量子化学シミュレーションは、量子コンピューティングの最も期待されている応用の一つである。
量子コンピュータ上で動くシミュレーションは高い精度を達成できると広く信じられているが、量子法が既存の古典的手法と競合しているという説得力のある実証はいまだにない。
ここでは、古典的ハードウェア上での反復的量子結合クラスタ(iQCC)法を、9つの蛍光イリジウム錯体における$T_1 \to S_0$遷移エネルギーの計算に適用し、量子シミュレーションが従来の計算方法よりも有利かどうかを決定する。
蛍光イリジウム錯体は有機発光ダイオード(OLED)技術の広範な商業化に不可欠であるが、その発光エネルギーの正確な計算予測は依然として困難である。
我々のシミュレーションでは、72個の完全接続および誤り訂正論理量子ビットを持つゲートベースの量子コンピュータが必要である。
このようなデバイスはまだ存在しないため、古典ハードウェア上での特別な目的の量子シミュレータを用いたiQCC量子法を実証する。
その結果, 一般密度汎関数理論 (DFT) 関数 (B3LYP, CAM-B3LYP, LC-wHPBE), ab initio法 (HF, MP2) および実験データと比較した。
iqcc量子法は、微調整されたdft関数の精度と一致し、ピアソン相関係数が向上し、体系的改善の可能性も高いことが判明した。
これらの結果から,新しい量子ハードウェア上に展開する有機金属錯体の設計には,iQCC量子法が要求される精度が期待できる。
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