論文の概要: Platinum-based Catalysts for Oxygen Reduction Reaction simulated with a Quantum Computer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.15823v2
- Date: Fri, 12 Apr 2024 12:04:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-15 20:06:10.692076
- Title: Platinum-based Catalysts for Oxygen Reduction Reaction simulated with a Quantum Computer
- Title（参考訳）: 量子コンピュータを模擬した白金系酸素還元反応触媒
- Authors: Cono Di Paola, Evgeny Plekhanov, Michal Krompiec, Chandan Kumar, Emanuele Marsili, Fengmin Du, Daniel Weber, Jasper Simon Krauser, Elvira Shishenina, David Muñoz Ramo,
- Abstract要約: 水素は有望なエネルギー源として現れ、低炭素で持続可能な移動を可能にする鍵を握っている。
ここでは、古典的および量子的な計算手法を組み合わせて、純白金および白金/コバルト表面上のORRを調べる先駆的な研究を提案する。
その結果、コバルト含有触媒に強く相関する種が関与していることが明らかとなり、将来の応用における量子優位性を示すための理想的な候補としての可能性が示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8866494528688555
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hydrogen has emerged as a promising energy source, holding the key to achieve low-carbon and sustainable mobility. However, its applications are still limited by modest conversion efficiency in the electrocatalytic oxygen reduction reaction (ORR) within fuel cells. Consequently, the development of novel catalysts and a profound understanding of the underlying reactions have become of paramount importance. The complex nature of the ORR potential energy landscape and the presence of strong electronic correlations present challenges to atomistic modelling using classical computers. This scenario opens new avenues for the implementation of novel quantum computing workflows to address these molecular systems. Here, we present a pioneering study that combines classical and quantum computational approaches to investigate the ORR on pure platinum and platinum/cobalt surfaces. Our research demonstrates, for the first time, the feasibility of implementing this workflow on the H1-series trapped-ion quantum computer and identify the challenges of the quantum chemistry modelling of this reaction. The results highlight the involvement of strongly correlated species in the cobalt-containing catalyst, suggesting their potential as ideal candidates for showcasing quantum advantage in future applications.
- Abstract（参考訳）: 水素は有望なエネルギー源として現れ、低炭素で持続可能な移動を可能にする鍵を握っている。
しかし、その用途は燃料電池内の電気触媒的酸素還元反応(ORR)におけるモデスト変換効率によって制限されている。
その結果、新規触媒の開発と基礎となる反応の深い理解が最重要視されている。
ORRポテンシャルエネルギーランドスケープの複雑な性質と強い電子相関の存在は、古典的コンピュータを用いた原子論モデリングの課題を示す。
このシナリオは、これらの分子システムに対処する新しい量子コンピューティングワークフローの実装のための新しい道を開く。
ここでは、古典的および量子的な計算手法を組み合わせて、純白金および白金/コバルト表面上のORRを調べる先駆的な研究を提案する。
我々の研究は、初めて、このワークフローをH1系列の閉じ込められた量子コンピュータ上で実装し、この反応の量子化学モデリングの課題を特定する可能性を示した。
その結果、コバルト含有触媒に強く相関する種が関与していることが明らかとなり、将来の応用における量子優位性を示すための理想的な候補としての可能性が示唆された。
関連論文リスト
- Calculating the energy profile of an enzymatic reaction on a quantum computer [0.0]
量子コンピューティングは、量子化学計算を可能にするための有望な道を提供する。
最近の研究は、ノイズ中間量子(NISQ)デバイスのためのアルゴリズムの開発とスケーリングに向けられている。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-20T18:00:01Z) - Hysteresis and Self-Oscillations in an Artificial Memristive Quantum Neuron [79.16635054977068]
本研究では, 量子メムリスタを含む人工ニューロン回路について, 緩和と脱落の存在下で検討した。
この物理原理は、量子デバイスの電流電圧特性のヒステリシス的挙動を可能にすることを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-01T16:47:23Z) - Lowering the Exponential Wall: Accelerating High-Entropy Alloy Catalysts Screening using Local Surface Energy Descriptors from Neural Network Potentials [0.0]
本研究では, 単金属系からのデータを用いたHEA特性の迅速予測法を提案する。
我々は古典機械学習と量子機械学習の両方を用いて高精度モデルを開発した。
提案手法は, HEA化学空間の探索を加速し, 新規触媒の設計を容易にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-12T11:54:06Z) - Simulation of a Diels-Alder Reaction on a Quantum Computer [0.0]
本研究では、量子アルゴリズムとハードウェアの化学反応研究への応用の可能性について検討する。
我々の目標は、遷移状態を形成するエチレンとシクロペンタジエンとの反応の活性化障壁を計算することである。
我々は最大8キュービットの量子ハードウェア上でシミュレーションを行い、正確なアクティベーションバリアを計算する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-12T22:29:07Z) - Neural-network quantum states for ultra-cold Fermi gases [49.725105678823915]
この研究は、メッセージパッシングアーキテクチャに基づいたバックフロー変換を含む、新しいPfaffian-Jastrowニューラルネットワーク量子状態を導入する。
逆スピン対分布関数による強いペアリング相関の出現を観察する。
この結果から, ニューラルネットワーク量子状態は, 超低温フェルミガスの研究に有望な戦略をもたらすことが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-15T17:46:09Z) - Quantum Eigenvector Continuation for Chemistry Applications [57.70351255180495]
我々は、既に計算済みの基底状態を利用することで、相当量の(量子)計算作業を省くことができることを示す。
いずれの場合も、比較的少数の基底状態を用いてPSSを捕捉できることが示される。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-28T19:22:58Z) - Simulation of chemical reaction dynamics based on quantum computing [1.9441762996158096]
反応動力学をシミュレートする量子コンピューティングに基づくab initio分子動力学を開発した。
このアプローチを用いてヘッセン行列を計算し、資源を評価する。
以上の結果から,分子構造,性質,反応性を評価できる可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-15T12:49:10Z) - Nuclear two point correlation functions on a quantum-computer [105.89228861548395]
我々は、現在の量子ハードウェアとエラー軽減プロトコルを使用して、高度に単純化された核モデルに対する応答関数を計算する。
この研究では、現在の量子ハードウェアとエラー軽減プロトコルを用いて、4つの格子上に3つの区別可能な核子を持つ2次元のフェルミ・ハバードモデルに対する応答関数を計算する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-04T16:25:33Z) - Analytical energy gradient for state-averaged orbital-optimized
variational quantum eigensolvers and its application to a photochemical
reaction [5.622686640810692]
光化学反応の解明は、生化学現象を理解し、機能性材料を開発するために不可欠である。
我々は、SA-OO-VQEの理論を拡張し、エネルギーの分析勾配を標準技術で評価できるようにする。
1,3,3,3-テトラフルオロプロペンの光化学変換異性化に応用して,本手法の原理計算を行う。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-27T10:04:07Z) - Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers [63.277656713454284]
VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。
どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。
勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-02T19:52:04Z) - A Chirality-Based Quantum Leap [46.53135635900099]
キラル自由度は、物質や電磁場において起こる。
キラル分子およびナノマテリアルにおけるキラル誘起スピン選択性(CISS)効果の最近の観察
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-31T22:47:39Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。